議地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)節(jié)能中的應(yīng)用

費(fèi)文龍

長(zhǎng)春高新建設(shè)開(kāi)發(fā)有限公司

議地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)節(jié)能中的應(yīng)用

費(fèi)文龍

長(zhǎng)春高新建設(shè)開(kāi)發(fā)有限公司

本文分析了地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)節(jié)能中的應(yīng)用，對(duì)地源熱泵技術(shù)的發(fā)展概略進(jìn)行了分析，并對(duì)地源熱泵-輔佐冷卻塔暖通空調(diào)體系的規(guī)劃建造方案進(jìn)行了評(píng)論，以為地源熱泵技術(shù)應(yīng)用于暖通空調(diào)體系，能夠大幅度減少暖通空調(diào)體系能耗，全面提高暖通空調(diào)體系的節(jié)能功能。

地源熱泵技術(shù)；暖通空調(diào)；空調(diào)節(jié)能；空調(diào)系統(tǒng)

1 地源熱泵技術(shù)及其原理

地源熱泵技術(shù)是以地?zé)嶙鳛闊岜迷O(shè)備的熱源或熱匯，繼而對(duì)建筑進(jìn)行制冷或者采暖的技術(shù)。伴隨著不斷地開(kāi)發(fā)，這一技術(shù)正在逐步的走向成熟，在實(shí)際的使用過(guò)程中，只需對(duì)空調(diào)通入少量的電源，就可以完成高溫?zé)嵩聪虻蜏責(zé)嵩催M(jìn)行能量轉(zhuǎn)移的作用，從而起到制冷或者供暖的作用。由于在不同的時(shí)節(jié)對(duì)供暖制冷的要求不同，因此會(huì)采取不同的技術(shù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行處理。在冬天，地?zé)豳Y源相比較于環(huán)境來(lái)說(shuō)作為高溫?zé)嵩矗獙崃刻崛〕鰜?lái)進(jìn)行室內(nèi)供暖或者熱水供給，相對(duì)立夏日而言，地?zé)豳Y源又成為低溫?zé)嵩矗?jīng)過(guò)相應(yīng)的技術(shù)把室內(nèi)的熱量傳遞到地下，然后完成降溫的作用。因此，地源熱泵技術(shù)可以有效地滿意生活中的供暖制冷，而且對(duì)降低能耗和維護(hù)環(huán)境有著極好的作用。

2 地源熱泵特點(diǎn)

2.1 地源熱泵的長(zhǎng)處

根據(jù)驅(qū)動(dòng)方法，通常將熱泵分為熱電式、吸收式、蒸汽噴射式以及機(jī)械緊縮式。對(duì)于蒸汽噴射式、吸收式以及機(jī)械緊縮式這三種對(duì)技術(shù)人員的專業(yè)水平要求較高，技術(shù)人員對(duì)數(shù)據(jù)的處理不能粗心，要有準(zhǔn)確性以及細(xì)致的態(tài)度，因此要對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行許多專業(yè)技術(shù)以及人員素質(zhì)方面的練習(xí)。對(duì)于熱電式熱泵，通過(guò)技術(shù)人員和研發(fā)人員的不斷鉆研，規(guī)劃出的新式的熱門熱泵，其排出的氣體對(duì)周圍的環(huán)境不會(huì)構(gòu)成污染，然后起到了維護(hù)環(huán)境，降低噪音等方面作用。

2.2 地源熱泵缺點(diǎn)

目前，由于經(jīng)濟(jì)的迅速開(kāi)展，我國(guó)許多的綠色植被受到砍伐和損壞，廢舊的污水不加處理恣意排放的情況時(shí)有發(fā)生，這使得我國(guó)的植被覆蓋率不斷降低，土壤出現(xiàn)松動(dòng)，嚴(yán)重的當(dāng)?shù)剡€出現(xiàn)山體滑坡和泥石流等災(zāi)害，這對(duì)土壤的特性發(fā)生了很大的影響。

地源熱泵技術(shù)對(duì)土壤的作用要求較高。技術(shù)人員在挑選施工區(qū)域時(shí)，要對(duì)當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)條件、氣候條件以及土壤的熱性和濕性了如指掌，在與地源熱泵聯(lián)絡(luò)后，其熱源是不是契合需求。另一方面，在不同的冷熱負(fù)荷作用下，對(duì)地下?lián)Q熱器以及熱泵系統(tǒng)的協(xié)作還沒(méi)有進(jìn)行深化的剖析，地?zé)峥照{(diào)技術(shù)重要以地?zé)崮軗Q熱器為主，側(cè)重?zé)岜孟到y(tǒng)、換熱鼓勵(lì)與換熱器的匹配。不同于線源傳熱模型，更加重視傳質(zhì)與傳熱模型，能實(shí)在仿照換熱器的換熱狀況。此外，施工過(guò)程中熱泵技術(shù)還要與其它的技術(shù)相協(xié)作，地源熱泵作為鉆井和暖通空調(diào)技術(shù)的聯(lián)絡(luò)技術(shù)，對(duì)技術(shù)人員的要求也就相應(yīng)的提高，要求技術(shù)人員有必要對(duì)兩種技術(shù)熟練使用。

3 地源熱泵技術(shù)的分類及使用

3.1 大地耦合式熱泵

3.1.1 大地耦合熱泵的長(zhǎng)處

(1)大地耦合熱泵技術(shù)的使用是以土壤作為熱源或熱匯的基礎(chǔ)，所以說(shuō)這在很大程度上就代替了傳統(tǒng)空調(diào)的鍋爐和冷卻塔，這么燃燒所帶來(lái)的廢氣就會(huì)大大減少，在對(duì)于空氣和環(huán)境的保護(hù)有很大的作用。

(2)與地表水和空氣相比較而言，土層達(dá)到一定的深度以后，土壤溫度的改動(dòng)就比較小，因此，這比以空氣作為熱泵設(shè)備的熱匯或熱源要更加較穩(wěn)，而且還可以保證系統(tǒng)高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。

(3)由于土壤自身有比較好的蓄熱蓄冷作用，大地耦合式熱泵可以和太陽(yáng)能集熱設(shè)備進(jìn)行有機(jī)聯(lián)絡(luò)，這么經(jīng)過(guò)土壤的蓄、放熱再加上太陽(yáng)能的集熱作用可以供給非常好的供熱、制冷效果。

3.1.2 存在的缺點(diǎn)

(1)由于土壤的導(dǎo)熱性不強(qiáng)，因此所需的傳熱面積較大，占地面積較大。尤其在土壤單調(diào)以后，其導(dǎo)熱性能更是有明顯的下降，在夏天就會(huì)構(gòu)成排熱困難，難以施工。

(2)大地耦合式熱泵技術(shù)需求在地下埋設(shè)管道，這就增加了很大的成本，而且發(fā)生故障以后修理不方便。另一方面，土壤中富含許多的酸堿性物質(zhì)，其濕度，熱度、地下水等會(huì)對(duì)管道發(fā)生很大的腐蝕作用，影響使用的壽命。

3.2 地下水熱泵

3.2.1 地下水熱泵的突出特點(diǎn)

(1)對(duì)于大地耦合熱泵來(lái)說(shuō)，其所需求的地式熱交換器單位容量的造價(jià)基本上是個(gè)定數(shù)，因此只需一個(gè)流量相對(duì)較高的井就可以滿意需求了。比較而言，水井系統(tǒng)的單位容量報(bào)價(jià)比較便宜，而且施工成本也比較低。

(2)水井系統(tǒng)規(guī)劃緊湊、占地上積小，但照常可以抽取許多地下水。

(3)和傳統(tǒng)的空氣－水中央HVAC系統(tǒng)比較來(lái)看，地下水熱泵的循環(huán)較穩(wěn)，基本不需求維護(hù)，而且地下水回灌到地下之后，不會(huì)出現(xiàn)地上的下沉情況。

3.2.2 地下水熱泵存在的技術(shù)缺點(diǎn)

(1)當(dāng)使用富含蓄水存的水作為空調(diào)冷熱源的時(shí)候，水溫會(huì)受到限制。

(2)假定井深過(guò)大，但是地下水熱泵系統(tǒng)的規(guī)劃卻無(wú)法滿意實(shí)際的需求，對(duì)泵所耗費(fèi)的費(fèi)用就會(huì)上漲，無(wú)法提高經(jīng)濟(jì)效益。

(3)回灌井的選址要將水文地質(zhì)條件作為一項(xiàng)重要方面，假定地下深井的水質(zhì)差回灌后則會(huì)影響回灌區(qū)域全體的水質(zhì)情況，對(duì)水質(zhì)情況發(fā)生損壞。

3.3 地表水熱泵

和地下熱水泵相比較而言，地表熱水泵重要是將地表的水源(湖泊、河流、小溪以及池塘等)作為熱匯或者是熱源來(lái)對(duì)建筑實(shí)行供暖制冷的熱泵技術(shù)。比較于地下水，地表水的溫度不確定性比較大，因此，在不同的時(shí)節(jié)還需求一些輔佐的能源作為彌補(bǔ)。

3.3.1 在地表水中直接設(shè)備蒸發(fā)器

在地表水中直接設(shè)備蒸發(fā)器，通常是直接用板式熱交換器作為蒸發(fā)器。這種方法操作比較簡(jiǎn)略而且成本也比較低，但是也存在一定的缺點(diǎn)，當(dāng)?shù)乇硭话l(fā)生改動(dòng)后蒸發(fā)器板比較難固定，其次是要常常對(duì)其表面進(jìn)行清洗，維護(hù)花費(fèi)高。

3.3.2 經(jīng)過(guò)鹽水循環(huán)進(jìn)行水熱能的間接引證

此系統(tǒng)同樣是在地表水中設(shè)備板式熱交換器，但不同的是，蒸發(fā)器中無(wú)需增加制冷劑，而是鹽水溶液。但要保證鹽水溶液能夠在-10℃溫度條件下穩(wěn)定活動(dòng)。一起全部規(guī)劃應(yīng)保證地表水有滿意的熱勢(shì)，載熱劑系統(tǒng)有相應(yīng)的容量。

結(jié)束語(yǔ)

地源熱泵技術(shù)是一種低位可再生能源技術(shù)，比較于電力，使用地源熱泵作為建筑暖通空調(diào)能量來(lái)源，有著清潔、節(jié)能的優(yōu)勢(shì)，是一種綠色的暖通空調(diào)規(guī)劃，在保護(hù)環(huán)境和節(jié)能減排方面都可以表現(xiàn)重要作用。

[1]章俞昌，潘金文.地源熱泵技術(shù)的特點(diǎn)及其在空調(diào)工程中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2014，(8).

[2]魏燕鑫，左風(fēng)云.淺論地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)節(jié)能中的應(yīng)用[J].中華民居，2014，(4).

[3]樊學(xué)，梁志鴻，朱超.地源熱泵技術(shù)在空調(diào)節(jié)能改造項(xiàng)目中的應(yīng)用[J].綠色建筑，2015，(3).