地源熱泵技術在暖通空調節能中的應用

孟新芳

摘要：隨著我國社會的飛速發展，國內的能源危機也隨之呈現出持續加劇的狀態，我國能源發展的主題已經轉變為節能、環保。為減緩能源消耗速度，開發及利用可再生能源顯得尤為重要。作為一種利用可再生能源的空調采暖系統，地源熱泵系統目前在各類建筑物內得到了廣泛應用。相比傳統供熱空調系統，地源熱源系統的優點為高效、節能、環保、無污染、且占地面積小等。但在實際應用過程中，往往會存在大量問題，如熱堆積現象等，為解決此類問題，冷卻塔復合式地源熱泵系統得以利用，該系統的應用更具經濟性，且效果更佳。

關鍵詞：地源熱泵技術；暖通空調節能；應用

引言

地源熱泵技術利用土壤或地下水的蓄熱性能形成熱泵系統，在夏天需要制冷的情況下，將埋地換熱器作為冷凝器向地下蓄熱；在冬天需要制熱的情況下，將埋地換熱器轉作蒸發器從地下獲取熱量。充分利用土壤和地下水的低位地熱資源，又將夏天的熱量轉存至地下，以便在冬季進行利用，在實現節能環保目標的同時，獲取了可觀的經濟效益，因此，必須重視地源熱泵技術在暖通空調系統中的應用。

一、地源熱泵技術概論

地源熱泵技術作為近些年來興起的一項技術，能夠促進我國很多設備當中節能的性能提升。地源熱泵當中的地源所代表的則是地下資源，而在暖通空調方面，地源主要指的就是地下的低溫熱資源。這些低溫熱資源大部分的能源都來自于太陽，而且暖通空調當中所指的地源的能量比人類活動所消耗的能量來說大很多，作為可再生能源的地源有著十分廣闊的應用前景。而地源熱泵技術是指通過對地表表層的熱能轉換為熱能來保證暖通空調運行，不但可以保證人們在冬天能夠得到足夠的溫暖，同時還可以在夏季炎熱的時候起到制冷的作用。所以說，地源熱泵技術的應用可以有效的節約其他能源的損耗，為我國環境的保護帶來更大的幫助。

地源熱泵技術的興起是從上個世紀中期開始的，因為在當時工業發展十分迅速的情況之下，能源的損耗和環境的破壞已經受到了人們的關注。人們在不斷的探索新的能源，對現有的不可再生能源進行取代，所以地源熱泵的研究從那時就已經開始。而隨著時代的發展，科技的進步以及能源的不斷損耗，使得地源熱泵技術的發展十分迅速。在一些比較發達的國家當中，地源熱泵已經成為了很多需要消耗大量能源的環節的主要能源提供，其對地源熱泵技術的使用比例十分高。而在我國，隨著能源的不斷損耗和環境的惡化情況，使得科研人員不斷的對地源熱泵技術進行探索。隨著地源熱泵技術的不斷發展，在國內已經具有實際的應用價值，同時也會為我國能源的節約方面帶來更好的幫助，對我國經濟的可持續化發展帶來一定的保證。而隨著能源的不斷損耗，地源熱泵技術的研究深度也在不斷地進行深入。對于地源熱泵技術發展過程當中對性能的影響，科研人員已經找到了問題的根源。而對這些問題進行解決，可以有效的加強對地源熱泵技術的應用效率。所以下面就對地源熱泵在暖通空調領域當中的應用進行介紹。

二、地源熱泵技術在暖通空調節能中的應用措施

（一）高層建筑體系需要綜合考慮多方條件

高層建筑的暖通空調系統中運用地源熱泵技術時，需要考慮建筑內部空調系統的控制，是否屬于分層分區控制。若地源側垂直埋管時就需要考慮埋管耐壓，其垂直埋深要進行合理控制；同時要注意建筑高度，避免由于建筑高度造成的系統靜壓超出系統管線的額定壓力。綜合多種因素進行考慮，與地下水靜壓抵壓作用后，系統中的垂直埋管能夠適應更高的建筑。對于高度較大的建筑，可以通過在地源側使用板式換熱器的方式進行高低壓分區，類似于中央空調在高層建筑中對冷媒水系統的高低壓分區，或者在一定區域當中不進行分區管控，通過在低層設置的水地源熱泵機組，由系統末端設備向高層區域集中提供冷（熱）媒介質。

（二）管道的組裝工作

在對工作管道進行埋設之前，為了保證相關的管道有一個較高的質量，也為了提高埋設工作的效率，一般組裝工作都是在地面上進行的。在組裝工作進展的過程中，為了保證組裝的質量，需要將所有的管道以平鋪的方式在地面上進行展開，且需要保證施工地面有一定的平整度和清潔度。在管道進行堆放的過程中，需要保證管道之間不能有較大的擠壓，以防止管道出現擠壓變形的質量問題，因而需要將堆積的高度進行控制，在一般的情況下不得超過兩米。在管道組裝的過程中需要將接頭處進行熱熔處理，進而控制管道連接處的密封性。在對管道進行切割的過程中，所使用的工具也有著具體的工作標準，這個標準主要取決于管道的直徑，如果管道的直徑大于50毫米，就需要用螺旋切刀進行切割，如果管道直徑小于50毫米，要用鋸弓對管道進行實際的切割工作。除此之外，在組裝工作進展的過程中，需要對管道之內建局進行合理的把控，確保實際的工作質量。

（三）針對地源熱泵系統形式的選擇

地源熱泵系統中一般不采用閉式環路形式，主要是由于該種形式的地源熱泵系統雖然免除了冷卻塔的功耗，但是系統中的冷卻介質、土壤、水體三者之間存在傳熱溫差，而且機組冷卻水溫雖然低于冷卻塔出水溫度，整體的能效高于使用冷卻塔的冷水機組，但是系統中的地下、水中埋管投資較大，空調年運行周期較短，投資回收周期較長。對于地源側的水通過熱交換器從土壤中進行熱量吸收較為容易，反之向土壤中放熱難度較高，存在暖通空調系統運營期間由于機組的高壓保護起作用而自動停機的情況。

（四）地源熱泵應用注意事項

地源熱泵系統在使用的時候應該注意因地制宜，根據實際的情況進行分析，由于系統具有較大的優勢，所以使用的時候在環境方面也會受到限制。夏季的時候如果存儲的熱量不足，冬季的時候會導致冷能過少，無法滿足建筑物在夏季制冷、冬季供熱的需求。因此，建議地源熱泵系統正在設計的時候應該增加冷卻裝置，即使成本也會增加，設計人員在設計的時候應該根據預算決定是否安置冷卻裝置。

結語

伴隨著我國經濟社會的不斷發展，著眼于時下經濟發展的形勢，能源短缺的問題不僅在我國出現，在國際社會都是一個較為棘手的問題，一種清潔可再生能源技術，是時下各個國家研究的熱門。暖通空調作為一種新型的空調系統，相關的技術十分符合時下節能環保的原則，地源熱泵技術的應用，使得暖通空調的環保、節能、高效的特點，進一步的被擴大，相關技術的應用工作得到我國政府以及行業內部的廣泛關注。

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