暖通空調設計中地源熱泵的應用分析

李詩敏

(山西科森電力有限公司，山西 太原 030000）

暖通空調設計中地源熱泵的應用分析

李詩敏

(山西科森電力有限公司，山西 太原 030000）

隨著我國經濟實力和綜合國力的不斷提高，人們生活水平不斷提高，其中突出的表現就是房屋條件的不斷改善，隨著我國建筑事業的不斷發展，暖通空調的設計包括室內的溫度高低、人體居住的舒適度、室內的空氣環境等都是我們所不能忽視的問題。而地球資源是有限的，為響應國家節能減排的可持續發展戰略，地源熱泵因其具有良好的熱源穩定性、能源可再生性、良好的安全性且環保等優點，而備受暖通空調設計者的青睞，在今后暖通空調設計中，地源熱泵的應用將成為一種新的發展趨勢。本文緊抓地源熱泵的特點，對其在暖通空調設計中的應用進行分析和探討。

暖通空調設計；熱源地泵；應用分析

1.前言

伴隨著城市化進程的加快，建筑行業也不斷發展壯大，人們對建筑內部設計提出了更高的要求，室內的環境、溫度、舒適度等成為廣大消費者首要考慮的問題。現代生活在逐漸靠近舒適的同時，也使得了我們對空調機的依賴性越來越強。空調機的大量使用導致的資源的浪費與當前全世界倡導的節能減排的生活生產方式產生極大矛盾。地源熱泵因其自身具備的安全環保等特點，可以很好平衡兩者之間關系，傳統的空調系統設計勢必將逐漸被暖通空調設計所取代，地源熱泵在暖通空調設計中的應用應受到相關設計者的高度重視。

2.暖通設計的內容

隨著科技的飛速發展，人們的生活生產節奏變得越來越快，建筑業貫穿我們生活生產的各個方面，成為廣大人民群眾最關注的問題之一，更好的室內環境成為大多數的追求的目標。科學技術的進步也帶動了房屋室內設計由原來的傳統設計模式向今天的暖通設計的演變，這種設計為人們生產生活提供了諸多便捷，它主要包括采暖、通風、空氣調節這三個主要功能。暖通空調體系的設計不僅實現了室內溫度的可控制，并可在很大程度上提高室內舒適度，更利于人們的生活與生產，而熱源地泵是暖通設計的核心部分，注重熱源地泵的設計才能使暖通設計更加完美。

3.地源熱泵系統的特點

地源熱泵是一種利用地下水、土壤、地表水等淺層地熱能源，實現制冷或者供熱的高效節能系統，在實際應用中，地源熱泵通過將傳統空調系統中的蒸發器或者冷凝器埋入地下的方法，利用相關的中間介質，形成相對封閉的環路，以大地為載體進行循環流動，最終實現與大地的熱交換，達到制冷、供熱或者調解空氣的目的。與傳統空調系統相比，由于地源熱泵的熱能主要來自大地，所以可以有效減少能源的消耗，實現節能減排的目標。地源熱泵的主要特點可以概括為如下幾點：

3.1 經濟性：地源熱泵系統雖然也需要使用空調，但相對傳統空調系統而言，供熱和制冷的運行費用可以有效減少 30%—45%，除此之外，地源熱泵的能量主要來自大地，對電能的依賴小，能耗小，經濟優勢十分突出。

3.2 能效性：地源熱泵系統雖然能耗小，但絲毫不影響其制冷和供熱的效果。在實際運行過程中，利用大地儲存熱能的特性可以同時滿足冬天和夏天兩個季節的能量需求，地源熱泵系統中的冷卻系統冷凝溫度比普通空調更低，制冷效果較傳統的冷卻塔式系統和風冷式系統更好，而在供熱過程中，可以將溫度維持在明顯高于常規狀態下的環境溫度范圍內，在寒冷的冬天為我們提供一個更加舒適的環境。

3.3 清潔性：在實際應用過程中，由于地源熱泵系統所需的熱量主要來自于大地中的熱能，不存在燃料燃燒的過程，因而可以有效減少對周邊環境的污染和影響，除此之外，地源熱泵系統的配置更加簡單，擺脫了傳統空調冷卻塔裝置和外掛機設備等配置對周邊自然環境產生大量污染的困擾。

3.4 安全性：地源熱泵系統的管理和控制都是通過計算機進行的，在多工況運行狀態下具有更高的可靠性，在一定技術支持下，甚至可以實現遠程控制。地源熱泵系統在運行時可以忽略許多環境因素的影響，與普通空調系統相比表現出更高的穩定性。具有這些優勢，保證了人們在更安全的環境下使用地源熱泵系統。

4.地源熱泵系統的使用優勢

地源熱泵系統使用過程中最明顯的優勢表現為它的美觀性上，由于熱泵長期埋在地下，所以不會影響建筑物的外部美觀，而且它不會占用地面空間，充分利用了土地資源。除此之外，設備遭到損壞的幾率也在一定程度上有所降低，節約了設備維護和維修成本。因為它本身具有的清潔性、安全性等特點，地源熱泵系統不僅充分利用了大地的熱能，而且不會對人體和環境產生較大的危害，能夠凈化大氣，具有節約資源和保護環境的優勢。

5.地源熱泵系統的使用劣勢

地源熱泵系統的核心設備就是熱泵，各種熱泵的驅動方式呈現出一定的差異，使用方法在一定程度上也表現出多樣性，這就對技術人員的專業素質提出了更高的要求。不僅需要對技術人員進行定期的培訓，而且需要技術人員時刻保持高度警惕，合理協調，對數據有一定的敏感度，做好充分的技術經濟分析，保持一顆縝密的心。

土壤的性質直接影響著地源熱泵系統的性能好壞，而且由于地下原本就存在著一些管道，所以地源熱泵系統的運行也受到土地因素的制約，在安裝過程中要因地制宜，既要保護地下原有管道不會被破壞導致重大的事故和經濟損失，又要提前對土壤條件進行檢測，以保證地源熱泵的正常投入運行。

6 .地源熱泵在暖通空調設計中的應用

經濟發展的飛速發展，帶動了人們生活水平的不斷提高，越來越多的人對自身的生活和工作環境提出了更高的要求，室內設計中，暖通空調系統的應用和普及也日益廣泛，地源熱泵系統通過對室內溫度和空氣的調節，為人們提供更加舒適的室內空間，所以，做好暖通空調設計工作，普及地源熱泵在暖通空調設計中的應用，應作為室內設計工作者關注的重點和關鍵。

6.1 大地耦合熱泵：主要以地表淺層的土壤作為熱源或者熱匯，其優勢主要表現在土壤溫度波動相對較小，不需要額外設置相應的冷卻塔和鍋爐，系統對外部環境的污染小，且可通過土壤的蓄熱和放熱，實現更好的供熱和制冷效果三個主要方面。主要分為水平型和垂直型兩種，在實際應用中，可根據實際情況進行合理選擇。

6.2 地下水熱泵：主要利用地下深井水水溫相對穩定的特點，實現熱量的交換，具有占地面積小，效果顯著，技術相對成熟，施工簡單，維修費用少等優勢，但同時也存在運輸管道腐蝕嚴重，回灌不及時將導致生態環境遭到破壞等問題，尚未有合理解決方案，因此在當前技術條件下，通常只作為輔助手段，并不經常使用。

6.3 地表水熱泵：與地下水熱泵有相似之處，在運行中多采用塑料管道多重并聯形成地下水熱交換器在一定程度上可取代土壤熱交換系統。在使用時應充分考慮環境差異性，氣候等因素對管道和設備系統正常運行的制約，及時采取防潮和防凍措施，增加系統使用壽命。

結語

建筑行業貫穿我們生活工作等各個方面，從基本層面來講，房屋,是一個人的家，是我們的棲身之所，是我們的避風港。從更深層面來看，我們的學習離不開教學樓，工作離不開寫字樓等高樓大廈，甚至是學習工作之余的休閑也離不開商業樓，因此，追求越來越高品質的室內環境已成為絕大多數人的需求。為創造更加舒適的室內環境，同時響應國家可持續發展戰略的號召，地源熱泵在暖通空調設計中的應用應受到相關技術人員的重視，并得到廣泛應用，盡管地源熱泵系統在投入運行時存在某些方面的弊端，但相信通過技術人員的不斷摸索和改造，地源熱泵將不斷發展，并逐漸呈現出更多的優勢，幫助我國建筑行業的發展更上一層樓，滿足更多人的需求。

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[3]張琦． 地源熱泵系統在暖通空調中的應用［J］.中華建設,2013,(4) ：146 －147．

TU7

B

1007-6344（2015）08-0117-01

謝勇，男，1974年7月，湖北孝感人，湖北職業技術學院，裝飾設計與藝術研究，藝術設計碩士，講師，工程師。