暖通空調設計中地源熱泵的運用

孫瑩瑩

摘 要：隨著人民生活水平的提高，同時也推動了建筑行業的發展，在建筑領域涉及到建筑的室內設計中，空氣調節、供暖通風即暖通空調的設計就是重點，其可以保證室內的溫度，積極改善室內的空氣環境，滿足了人們對現代生活的高要求。地源熱泵系統在暖通空調設計中有很大的應用，該系統不僅熱源穩定，而且還節能環保，應用起來非常安全，下面就具體分析其應用情況，以期可供相關人士借鑒。

關鍵詞：暖通空調；設計；地源熱泵

設計暖通空調時，主要會涉及三點內容，分別是供暖環節，通風環節以及空氣調節部分，建筑室內的濕度、溫度等都會直接影響人們居住的舒適程度，科學的運用暖通空調系統，就能有效對室內的溫度和濕度進行調整，而地源熱泵系統因其調整效果明顯，不需要太長時間，而且調節范圍廣，操作方便，因此在室內設計中普遍受到設計人員的青睞，接下來分析其具體應用的技術，在以后的發展中，該技術一定會有新的突破。

1 對地源熱泵概述分析

地源熱泵是由瑞士專家第一個提出的，但是其真正應用卻在美國，在暖通空調設計中科學應用地源熱泵系統，其實質就是一個有效的控制系統，通過把空調系統的冷凝器，以及蒸發器埋在地下，這樣熱量就可以通過土壤、水介質等進行熱能的交換，尤其是在炎熱的夏季，運用地源熱泵系統就能把這些熱量貯存到一起，當冬季來臨的時候，其可以為建筑物供暖，而如果是在寒冷的冬季，該地源熱泵系統能夠把冷能量貯存到一起，供建筑物夏季制冷使用。地源熱泵系統的能量都是從大地獲取的，當在暖通空調設計中應用該技術，可以有效降低能源的消耗量，與此同時，還不會對環境造成污染。

2 暖通空調設計中地源熱泵的運用

2.1 在暖通空調設計中應用地源熱泵注意事項

在應用地源熱泵時，第一點，一定要遵循因地制宜的原則，地源熱泵有很大的技術優勢，但是在實踐操作中，還會受到很多客觀環境的限制，因地制宜就是如果在夏季能量儲存不足，滿足不了冬季的供暖需求，那么地源熱泵系統就應該增加制熱裝置的設計，以此來增加熱能，保證居民對熱量的正常需求，如果該系統在冬季不能儲存足夠的冷能量，與之相對應的在系統設計中，就應該增加冷卻裝置。無論是增加冷卻裝置還是制熱裝置，系統的設計成本都會增加，因此在設計中工作人員先進行科學的計算，最后決定使用地源熱泵技術是否合理。第二點，要正確選擇使用地源熱泵的類型，當前有很多機組類型可以選擇，但是沒有一個統一的規范和管理制度，所以要選擇合適的機組，業內人士都清楚，地源熱泵對機組的能效比與性能系數有著很高的要求，因此設計者必須根據地源熱泵的使用要求選擇正確的能效比和性能系數。

業內人士都清楚，一臺變頻器只能對一臺地源熱泵進行調節，如果使用多臺地源熱泵，需要保證其頻率不會發生變化，不同臺數的冷水機組，和回水溫差，二次水環路，冷水流量都有直接關系。另外在空調冷卻水機組的末端，需使用電動三通閥進行控制。確定地源熱泵參數有幾種方式，一種是空調地源熱泵，在確定使用的臺數時，可以使用溫差調節方法進行來確定但是該方式會直接影響空調冷水機組工作的穩定性，而且調節范圍也會受到很大限制。第二種，結合實際測定的冷水機組實際流量值和二類空調地源熱泵的流量值進行對比，要保證其運行臺數的選擇和冷卻水機組運行順序的控制方法一致，從這些數據中可以得知，在使用地源熱泵時，必須全面對這些內容進行考慮，調整各個參數保證其和實際情況的一致性，如果是現實情況不匹配，那么將會直接影響其運行的質量。

2.2 大地耦合熱泵在設計中的應用

對于大地耦合熱泵而言，熱源和熱匯都是從地表淺層的土壤獲得的，在具體應用過程中，大地耦合熱泵的優勢很明顯，第一點，在使用大地耦合熱泵時，其土壤溫度沒有很大的波動，如果和其他環境的介質對比分析，在一定深度的地下，其土壤溫度不會有太大變化，因此從土壤中汲取能量很穩定，除此之外，土壤和地表溫度，和空氣溫度的變化進行對比，其還擁有延遲的作用，由此判斷把土壤作為熱泵裝置的熱源是非常正確的。土壤是一個巨大的蓄熱蓄冷體，在建筑暖通空調設計中，為了保證能源的利用率，還應該把太陽能集熱裝置和大地耦合熱泵合理的搭配使用，同時這種使用方式還能夠保證系統高效的運行。第二點，大地耦合熱泵還有綠色環保的優點，把土壤作為熱源，可以局部代替冷卻塔，或者全部替代鍋爐，這樣就能有效減少暖通空調對環境造成的污染。第三點，大地耦合熱泵系統有很高的穩定性，該系統在應用時埋設在地下，存儲大地的能量，然后合理的調節和利用，把能量應用到室內進行溫度調節，無論是在高溫的夏季還是低溫的冬季，都不會對大地耦合熱泵產生影響，由此也就不用對大地耦合熱泵做防護處理，降低了設計的成本。在應用過程中，還應該重視對控制系統的管控。

對于地源熱泵而言，其控制系統有三個，第一個，是水池的控制系統，能夠調整水位的高低，如果水位達到一定高度，那么該控制系統會自動開啟或關閉，深井蓋就把水源隔離開。第二個是熱泵機組的自動控制系統，該系統利用自動化裝置，對水源進行合理的加熱和制冷，由于應用了自動化系統，因此整個過程不需要人工操作。第三點，是井群控制系統，該系統的作用就是進行分組管理，除此之外，還能有效控制其他控制系統，保證整個系統功能的正常發揮。

2.3 對地下水熱泵進行分析

在當前某些使用地區，地下水熱泵應用范圍較為廣泛，下面就分析其工作的原理，地下水熱泵的熱源來自地下深井水，深水井的溫度比較穩定，在夏季深水井比較涼，因此有很好的制冷效果，而在冬季深水井的井水比較熱，因此可以存儲熱能，在冬季為建筑供暖。在進行地下深井設計過程中，其井水都是在地層里面，而且深度不時很深，在這個深度范圍內，深井水的水溫基本不會發生什么變化，由于深水井有這些優勢，地下深井水可以為建筑提供熱源，而且還非常有利于熱泵的運行。對于地下水熱泵而言，其在實際應用中有下列幾個優點，第一點，該地下水熱泵占地面積非常小，并且在地下布局很嚴謹，工作效率較高。不僅如此，雖然其占地面積小，但是在抽取地下水，或者進行回灌的時候，卻不會受到占地面積小的影響。總而言之，地下水熱泵布局嚴密，水井系統工作穩定，而且工作效率高。第二點，地下水熱泵的運行成本低，對于大型地下水熱泵系統而言，在單位容量范圍內，其運行的成本要比其他系統低很多，工作中只需要一個流量較高的井就能滿足整個暖通空調系統的正常運行。第三點，該系統不需要太高的維護成本，對附近環境沒有影響，再加上設計合理的地下水熱泵循環系統，就能有效保證該系統安全、高效、穩定的運行，除此之外，如果條件允許，還不用進行日常的維護，這樣也能節省大量的維護費用。另一方面，利用地下水回灌，不會影響地層的實際含水量，進而不會像其他系統那樣對地下水熱泵循環系統造成的影響。當然，這都取決于使用地區良好的水質條件及豐富的水源環境。

3 結語

通過以上對暖通空調設計中地源熱泵的運用分析，得知大地耦合熱泵和地下水熱泵是主要的地源熱泵，由于其系統特點不同，其優勢也不同，但是在建筑暖通空調設計中，都可以得到很好的應用，在未來在暖通空調的設計過程中，還可利用熱電冷三聯供、熱泵技術等有關技術，從根本上降低暖通空調的能源損耗，從而實現對暖通空調的節能化設計，暖通空調設計在未來還會不斷的創新，不斷發展。但是地源熱泵技術也存在一定的缺陷，因此還要對其進行深層的研究。

參考文獻

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[2] 鄒海燕，高濤.暖通空調節能中地源熱泵技術的有效運用分析[J].科技經濟導刊，2015，26（04）.