淺議城市建筑中地源熱泵技術及其應用

畢鍇

自從改革開放以來，我們國家的經濟物質得到大力的發展，人們的生活水平也得到顯著的提高。在住的方面，城市居民的供暖也愈加完善。當前，在城市當中廣泛使用的供熱系統都是燃煤鍋爐，這種供暖方式不僅會對大氣造成污染，同時對于資源的使用以及廢棄煤渣的處理都會嚴重破壞生態環境。因此，這就需要我們積極地研發新的供熱方式，找尋清潔能源。經過長時間的努力，地熱源泵技術如今已經取得了相當大的進展，可以取代以往非綠色的供熱方式。地熱源技術主要是利用土壤當中所存儲的太陽能，通過一定的技術手段來將這些熱量轉換成人類所需要的制冷或者供暖的能量。我們可以把水體以及地表看成一個非常大的接收太陽能的儀器，通過他們地球能夠將太陽百分之四十七的輻射能量儲存下來。并且，其還屬于一種平衡系統，可以保持太陽能平衡，所以，我們可以將地熱源看作是一個無限使用的太陽能，對于我國乃至世界的能源利用都具有革命性的意義。

一、地源熱泵技術所具備的特點以及其工作原理

1.地源熱泵技術所具備的的特點

之所以地源熱泵技術能夠得到非常廣泛的使用，主要是因為它能夠非常好地滿足人們的日常生活生產的需要，自身具備非常獨特的技術特性。對其進行歸納總結，主要包含以下幾點：（1）因為可以將地表水以及地球表面看作是一個太陽能接收器，并且其所儲存的太陽能還具備平衡特性，也就是能夠做到永不枯竭，所以，利用地熱源技術將會綠色地解決城市居民的供暖問題。（2）由于地熱源存在于地球的表淺層，這使得它能夠在一年四季當中都不會發生變化。當處于冬天或者是夏天的時候，地熱源的溫度就與實際的季節溫度相反，進而能夠為人們提供一個適合身體體溫的溫度。根據相關統計表明，使用地熱源的效率要高出傳統的一倍多，但是其所使用的能量卻僅為傳統的百分之六十左右，這也就使地熱源泵具備了綠色、清潔的特性，成為加劇新能源。（3）在傳統供暖方式當中，需要在住宅樓當中安裝各種供暖設備，由此帶來巨大的費用。而地熱源泵則不需要，大大地降低了成本。（4）可以被廣泛的應用于各種場所。比如：大型商場、別墅、辦公樓、賓館以及學校等。

2.地源熱泵技術的工作原理

根據載體的不同可以將地熱源泵分為以下三種體系：（1）地表水熱泵系統（2）地下水熱泵系統（3）土壤源熱泵。雖然他們具備一定的差別，但是在制冷以及供暖的原理上都是殊途同歸的，都是一種利用水源熱泵的形式，以一種熱交換的形式實現能量的轉換，進而滿足人們在日常生產生活當中的能量需求。而這種熱能的轉換過程也比較簡單，因此能夠在廣大的范圍內推廣使用。就比如說小區住戶。在這些住宅樓當中所使用的地源熱泵系統基本以地理管、地源金剛、熱水水箱、地板采暖、臥式風盤以及立式風盤為主。在住宅與地源之間用地理管和地源金剛進行連接，以此來形成通路將地熱能傳輸到住宅樓當中。之后再通過臥式風盤與立式風盤的作用，把地熱轉換成沐浴熱水和熱水水箱當中的熱能，或者是轉換成地板采暖。

二、在暖通工程當中地熱源泵技術的應用

1.地源熱泵技術在國外的應用情況

地源熱泵技術在國外發展的比較早，并且也更加普遍。在美國，艾德生電力機構、國家環境保護局以及能源部等在1994年成立了一個地熱源泵協會，專門來推廣美國地熱源技術的應用。并且，美國很多位總統都曾在不同的場合多次強調發展地熱源技術的意義，并且大力倡導美國發展使用該項技術。在很多高端住宅領域，美國人都喜歡應用地熱源技術。不僅是因為其能夠很好地滿足人們的日常需要，更是因為其綠色、清潔的特性，能夠保障高端住宅區的環境。在近代以來，美國技術就一直走在領先的行列，由此可見，在今后住宅的制冷供暖方面，地熱源技術必定成為一個主流方向。當然，除了美國之外，澳大利亞以及歐洲的很多國家也在大力地發展地熱源技術，投入專項資金進行相關建設。在亞洲，像日本以及韓國等國家政府也都在大力的發展地熱源技術。根據相關的調查顯示，挪威和瑞士在地熱源泵的使用率上已經遠遠大于百分之九十六。從世界各國的反應來看，在新世紀的制冷供熱上，地熱源技術必定會成為一項重要的技術手段。

2.地源熱泵技術在我國的應用情況

地源熱泵技術不僅在國外得到廣泛的應用，在我們國家也得到大力的發展與支持，并且，該項技術在我國所具備的發展前景也非常大。如今，我們國家大力宣傳地源熱泵技術的應用，并且對其進行相應的規劃，地方的各級政府也都積極地參與。在2015年，我國曾在上海舉行了一次地源熱泵展，有超過150家的供應鏈以及供應商等企業參加。而根據相關的報道也表明，我們國家的硅谷——北京中關村也將分體式的冷風型以及熱風型的水源熱泵建設完成。在我國的大多城市當中，也都正在大力地發展地源熱泵相關技術，積極宣傳地源熱泵技術的意義，加強在暖通工程中地源熱泵技術的應用，為城市提供一個更加舒適、更加環保的以及更加安全的供暖方式。在2015年初，我國唯一一款關于地源熱泵的集成設計系統上市而且公開進行發售，該系統完全由我們國家自主研發完成。利用該款系統，能夠實施動態傳熱，進而將地理管和地源熱泵的熱交換器系統的工作狀態以及物理模型模擬出來。同時將相應的物理狀態以及數據記錄下來，進而提高系統的可靠性以及安全性。可以說，我們國家已經在分析地理管換熱器傳輸熱量的軟件系統方面具備了國際領先水平。在國際地源熱泵領域，我們國家已經能夠占據一席之地。通過軟件方面的優勢，必定能夠推動我國地源熱泵技術的應用。在接下來的發展過程中，我們還需要繼續加大人力物力的投入，這樣在未來我們才能夠趕超西方國家，實現中華民族的繁榮復興。

3.地源熱泵技術發展在我國受到的支持

國內外的很多專家學者都非常關注地源熱泵技術在當前的應用情況。在我們國家，從中央到地方，各級領導都非常關注有關地源熱泵技術方面的研究以及應用。如今，在國際能源競爭力當中，地源熱泵技術已經成為了衡量其的一項重要指標。只有將地源熱泵技術大力發展起來，才能夠支撐我們國家和社會的進步，才能夠保障人類賴以生存的家園。同時，我們國家也制定過相應的發展規劃和發展報告書對地源熱泵技術的發展應用做出指示。比如，在陜西省以及重慶市等地區，我們國家已經加大了對可再生能源的政府補貼，同時在行政建筑、醫院和學校等場所推廣地源熱泵技術的應用。如今，地源熱泵技術不僅代表著新能源的發展，也成為影響人們生活生產的主要因素。

三、結語

以往的城市供暖方式大多采用燃煤鍋爐，這種供暖形式不僅對資源來說是一種浪費，同時所產生的廢物也嚴重的影響著我們的居住環境。而地源熱泵技術則是應用太陽能，屬于可再生的清潔能源，不僅能夠提供給人們更好的生產生活體驗，而且不浪費資源，不污染環境。如今，地源熱泵技術已經成為了一項衡量國際競爭力的技術，世界各國都在大力地發展應用，各國政府都非常重視其發展狀況。在當前我們中國夢建設的關鍵節點，我們更應該加大對地源熱泵技術的投入，走在世界的前列。