地埋管地源熱泵和空氣源熱泵的節能性對比探討

張智勇（陜西法士特齒輪有限責任公司，陜西 西安 710077）

引言：

空調已經成為普遍使用的家用電器。但是空調的能源消耗量非常大，沒有達到節能環保的要求，降低空調的能源使用量成為需要重點關注的問題。熱泵使空調的冷熱源廣泛適應，特別是在城市中，多數的建筑物安裝有空氣源熱泵[1]。國家倡導綠色發展，空氣源熱泵的能源消耗流量大，人們開始關注地埋管地源熱泵。對空氣源熱泵的節能性與地埋管地源熱泵的節能性進行對比是非常必要的。

一、熱泵在空調系統中的應用

（一）空調系統運行中熱泵發揮著重要的作用

空調系統運行中熱泵是冷熱源，其所發揮的作用是不可替代的。熱泵的應用范圍是非常廣泛的，除了用于空調系統之外，還可以用于工業生產中，也可以發揮烘干作用。在空調系統中使用熱泵是非常有利的。在空調系統中，熱泵可以對熱源進行調節，為室內環境提供高質量的熱源。

近年來，熱泵呈現出快速發展的態勢，作為空調系統的冷熱源，不僅可以制冷，還可以供熱，充分滿足了空調的冷熱交換需求。所以，熱泵已經受到了高度重視[2]。

（二）空調熱泵的種類

對空調熱泵進行分類中，不同的分類方法，熱泵的類型有所不同。在空調系統中，冷熱源熱泵如果按照循環原理進行分類，根據熱泵吸熱和放熱的介質以及熱泵的吸熱源對熱泵劃分，空調熱泵的種類可以分為三種，主要包括空氣源熱泵、地埋管地源熱泵、水源熱泵。其中，被廣泛關注的是空氣源熱泵和地埋管地源熱泵。從節能的角度而言，這兩種熱泵都存在優勢，也都有缺點。具體如下。

1.空氣源熱泵。這種熱泵是空調系統中較為常用的，空調運行中，空氣源熱泵就可以發揮出明顯的優勢。

空氣源熱泵的運行非常安全，不需要燃氣，在運行的過程中也不會有廢氣產，更不會有露點出現導致危險狀況。

空氣源熱泵的運行中，可以提高室內的舒適度。在使用熱水的過程中，熱度可以保持恒定，不會出現冷熱不均的問題。熱水的供給可以24 小時持續進行，不會有間斷性。

空氣源熱泵的運行更加具有環保性。熱水器如果安裝空氣源熱泵，可以在需要的情況下釋放出冷風，使得室內的溫度降低[3]。

空氣源熱泵主要為三種：第一種是冷暖空調機和一拖多空調；第二種是VRV(Variable Refrigerant Volume)空調系統和空調多聯機；第三種是風冷式冷熱水熱泵。

地埋管地源熱泵。這種熱泵的熱源來自大地，為建筑物提供調節室內空間的技術，主要包括兩種：其一為地源熱泵；其二為大地藕合式熱泵。

地埋管地源熱泵的運行原理是，天氣炎熱的時候，熱泵可以將室內的熱量吸收，在地源中將熱量釋放出去，由此可以起到制冷的效果。當天氣寒冷的時候，地源中的熱量被熱泵吸收，傳輸被建筑物，可以提升室內的溫度[4]。

地埋管地源熱泵的使用中，可以發揮如下的優點。

其一，地埋管地源熱泵是將可再生能源充分利用，達到了能源循環使用的效果。

其二，地埋管地源熱泵的使用中可以降低能源消耗，提高熱泵的經濟性，降低熱泵使用成本。

其三，地埋管地源熱泵的使用中具有非常好的環境保護效果。

其四，地埋管地源熱泵的使用范圍非常廣泛，且可以一機多用，具有很好的兼容性。

其五，地埋管地源熱泵的技術維護比較簡單而且方便，所以維護費要相對較低一些。

地埋管地源熱泵主要為三種：第一種是豎直埋管式的地源熱泵；第二種是水平埋管式的地源熱泵；第三種是前兩種熱泵技術相結合構成的地源熱泵[5]。

二、比較空氣源熱泵的節能型和地埋管地源熱泵的節能性

空氣源熱泵和地埋管地源熱泵都有其各自的優勢，但在具體的應用中還要根據實際需要選擇合適的熱泵，以獲得良好的能源節約效果。

中國走綠色發展道路，在熱泵的選擇和使用中，首先要考慮的問題就是熱泵的能源節約效果。從當前某地區的熱泵使用情況來看，當地的夏天氣候炎熱，空調設計溫度為35.0 攝氏度，最高溫度是39.2 攝氏度。冬季氣候寒冷，空調設計溫度為69.2 攝氏度，最低溫度是零下12.5 攝氏度。

該地區早期使用的熱泵，夏天熱泵的冷凝溫度與冷凝空氣在進口處的溫度會存在很大的差距，現在的熱泵則不然，差值大大縮小了。關注這種差距，進口的熱泵和國產的熱泵還有所不同，通常國產熱泵的這種差距會更小一些。

由于當地的夏天使用地埋管地熱源熱泵比較好，但是從節能的角度而言，冬季使用地埋管地熱源熱泵具有更好的節能效果。所以，與空氣源熱泵相比較，地埋管地源熱泵的能源節約效果會更好一些。當夏天氣候溫度為27 攝氏度的時候，如果使用空氣源熱泵，在熱泵處于運行狀態的時候，所消耗的能源等同于地源熱泵30 攝氏度的水溫度消耗的能浪。如果熱泵是在5 攝氏度的環境下運行，所消耗的能源相當于地源熱泵在0 攝氏度的時候所消耗的能量。這種比較看起來似乎不存在明顯的差別，但是如果將所有的熱泵用戶累加，按照全面的能源消耗量計算，差距就非常明顯了[6]。

當今經濟發展的速度加快，對于熱泵的性能也有了更高的要求，具有良好的能源節約效果的熱泵是非常受歡迎的。通過比較可以明確，與空氣源熱泵的節能效果相比較，地埋管地源熱泵的節能效果會更好一些。當然了，要將地埋管地源熱泵的效能充分發揮出來，還要結合實際的使用情況對技術不斷創新，使地埋管地源熱泵能夠更好地適應環境，發揮其價值。

結束語：

綜上所述，當前，世界上的許多國家已經普遍使用了地埋管地源熱泵，而且這種空調技術非常成熟。中國已經認識到地埋管地源熱泵的優勢，在應用上尚處于初級階段。地埋管地源熱泵技術與空氣源熱泵技術相比較，具有更好的節能性，符合了國家綠色低碳發展需求。隨著人們生活水平的提高，空調供熱成為主要的生活需求，對地埋管地源熱泵技術充分利用，發揮其價值，不僅可以室內溫度調節作用，而且還具有非常好的節能效果。