暖通空調設計地源熱泵的應用探討

趙正澤 沈陽惠天熱電股份有限公司第二熱力供暖公司

暖通空調設計地源熱泵的應用探討

趙正澤 沈陽惠天熱電股份有限公司第二熱力供暖公司

暖通空調是目前人們在建筑物中取暖的重要設備，功能多樣，除了可以滿足人們取暖的需求以外，還可以調節空氣，起到通風的作用，人們都希望在自家的室內享受到更加溫暖和良好的空氣環境，因此暖通空調系統的作用愈加凸顯，為了保證大量空調能夠正常的應用，就需要持續不斷的提供能源。

暖通空調 設計 地源熱泵 應用 探討

引言

人民生活水平的迅速提高，人們對自己的居住環境也提出了更高的要求和標準，在冬季取暖是非常正常的，但是目前人們對于取暖說使用的空調設備有了新的想法，暖通工程中的空調系統承擔著取暖和通風等多種功能和作用，為廣大的用戶提供了更多的服務，而要承擔越來越多空調的運轉，就必須采取有效措施來維持相應的能源供應，地源熱泵就是一種非常先進的能源再生技術，本文將著重對其含義和應用情況進行詳細的闡釋。

一、地源熱泵的含義

地源熱泵是利用地下水、江河湖水、海水、廢水、地下水等各類水資源及土壤作為地源熱泵的冷、熱源，然后向這些冷、熱源輸入少量的高品位能源，以實現有低品位熱能向高品位熱能轉移的一種可再生能源技術。因此利用地源熱泵技術，可以有效的節約能源，保護環境，又能夠輸送熱量。

二、地源熱泵的工作原理

地源熱泵是一種以大地或水為冷熱源對建筑物進行冬暖夏涼的空調技術，利用水與地能進行冷熱交換來作為地源熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量“取”出來，供給室內采暖，此時地能為“熱源”；夏季把室內熱量取出來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時地能為“冷源”。通過對這些冷熱源的收放，來達到制熱/冷的目的，簡單來說就是地源熱泵只是在大地和室內之間“轉移”能量，通過極小的電力來維持室內所需要的溫度。因此，通過這樣一種原理，能夠在節能降耗的情況下，依舊保證居民室內的理想溫度。

三、地源熱泵在暖通空調設計上的運用

（一）合理正確的選擇地源熱泵系統類型

地緣熱泵的系統類型大致分為4種，每一種類型的系統在應用上都各有不同，所以，在暖通空調的設計過程中，首先要考慮暖通空調是運用到什么建筑物上，然后再根據地源熱泵的系統類型進行選擇，這樣才能夠充分發揮地源熱泵的作用。

1.水平式地源熱泵。水平式地源熱泵是一種閉合換熱系統，適用于制冷供暖面積較小的建筑物，如小別墅、小型單體樓或獨棟等。2.垂直式地源熱泵。適用于面積較大的建筑物，如寫字樓、別墅、大商場等。3.地表水式地源熱泵。適用于中小型建筑物，尤其是靠近有水的地方的建筑物。4.地下水式地源熱泵。適用于大面積建筑物，如大型單體建筑物、小型建筑群落等。不同的系統類型的地源熱泵都有其不同的特點，所以，在暖通空調的設計上，要根據各個類型的地源熱泵的特點來進行設計，這樣才能夠起到節能降耗的作用，才能夠節省國家資源，給用戶提供舒適的環境。

（二）合理正確的選擇地源熱泵機組

目前，隨著地源熱泵技術的發展，市場上流行著各式各樣的機組類型，每一種機組類型的地源熱泵都有不同的功效，所以，在選擇機組的過程中，要根據工程的地源熱泵的類型來選擇相應的機組。例如，在工程中，如果需要的是開放式地源熱泵的空調設計方法，但是采購了水環熱泵系統的機組，那么在夏天的時候這個空調就不能正常使用了。

（三）性能參數與能效比的選擇

在暖通空調設計當中有效的應用地源熱泵，對機組的能效比和性能系數都有相當嚴格的要求，同時，在市場上，每個廠家生產的機組的性能參數和機組能效比都不一樣，所以，設計者在選擇時要特別注意。例如美國某個廠家生產的機組，其制熱的性能系數一般在5.3～8.3之間，但在制冷時，其能效就不一樣了，大的有36t，而小的只有0.9t，相差很大。同時不同廠家都有不同的測定條件，所測出的值也會有偏差，包括在工程進行中，工程情況的不同對測出的值的要求也會造成一定的影響。

（四）加強控制系統的管理

地源熱泵的控制系統的自動化很高，其內部存在很多子系統來承擔和運轉各項功能措施，熱泵設備本身有其自動的控制體系，水池以及井群也有相應的系統加以控制和調節，而要合理的強化對控制系統的科學管理，就要明確各個部分的不同特點和運轉功能，以此來設置相應的管理方法和措施，首先，熱泵設備本身存在的自動化系統可以將其自動化控制下的設備和裝置進行調控，進而調節空調進行制冷或者用來制熱，對于冷熱可以靈活的進行高效的調節，而不需要消耗很多的人力；其次，控制水池的系統功能主要是為了依據池內水位高低的變化來判定是否有必要啟動其內部的深井蓋；最后，控制井群的系統功能主要是為了更好的管理整個控制系統，它將系統分為多個組群，分開管理，而且可以維護各個組群充分發揮其本來的功能和作用，進而提高整個控制系統的管理能力和運轉效率，提升工作效率。

（五）回灌井、抽水井的選擇

抽水井和回灌井的選擇是保證暖通空調設計的正常運行的關鍵，所以在選擇過程中，既能夠保證地源熱泵的正確應用，又要保證能夠減少資源的消耗。目前，暖通空調設計的相關規定是：抽水井和回灌井的井深必須平均達一百米，自由升降度為七米，抽水量在93m3/小時，靜止水位平均在地下大約32m左右，回灌水量在48m3/小時，動水位平均在地下大約38m左右。

四、結語

隨著地源熱泵的技術及其設備的應用越來越廣泛，其優勢作用也被逐步發揮出來，它對能源的利用率更高，并且工作狀態對周圍環境的影響較小，能夠長時間持續的供應所需要的能源，其設備體積較小，不會占用很大的空間，并且最大限度的利用有限的資源，能夠節省大量的供暖成本，還可以降低后期維護管理工作中的開支，對于暖通空調的持續穩定發展具有重要意義。

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