地源熱泵空調技術與應用創(chuàng)新

李聚友　高書娟　趙江龍

【摘要】地源熱泵作為科學供暖方式，具有高效、環(huán)保優(yōu)點，由于我國地域曠闊，地表淺層能源較多，選擇不同地源熱泵技術，可提升地熱資源利用率，克服傳統(tǒng)空調技術缺陷，具有十分重要的實用價值。同時，在城市現(xiàn)代化建設，環(huán)境污染防治等方面，也具有重要意義。

【關鍵詞】地源熱泵；空調技術；創(chuàng)新應用

隨著地源熱泵系統(tǒng)良好的環(huán)保效應，已經在我國實現(xiàn)大面積的推廣，但是也發(fā)現(xiàn)了很多問題，其解決必須依靠我們的從業(yè)人員通過不斷積累，學習國內外先進的行業(yè)技術，不斷完善地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)化設計與施工要求，使這一技術成為我國向可持續(xù)能源目標發(fā)展的強大推動力。

1、地源熱泵供暖空調技術的主要優(yōu)勢

1.1充分的利用了可再生能源

與太陽能集熱器的作用類似，地層淺表也能夠將大量的太陽能收集起來，其總數(shù)大約是人類每年利用的能量的2倍左右，并且太陽能是可以被無限循環(huán)使用的，資源以及地域等因素也不會對其產生過程造成影響，可見，其是一種真正的可再生清潔能源。同時，氣候也不會影響到地能的產生，其與深層的地熱相比，最大的優(yōu)勢就是地址結構和資源的限制不會對其產生影響，冬天使用這一供暖空調系統(tǒng)時，系統(tǒng)是可以自動的儲存冷能的，被儲存的冷能可以在夏季繼續(xù)使用，節(jié)約了資源，并且降低了成本。

1.2維護費用低

地源熱泵空調系統(tǒng)維護費用低，在同等條件下，采用地源熱泵系統(tǒng)的建筑物能夠減少維護費用。地源熱泵非常耐用，它的機械運動部件非常少，所有的部件不是埋在地下便是安裝在室內，從而避免了室外的惡劣氣候，其地下部分可保證50年，地上部分可保證30年，因此地源熱泵是免維護空調，節(jié)省了維護費用，使用戶的投資在5年左右即可收回。

1.3高效節(jié)能

土壤淺層溫度比較穩(wěn)定，即使季節(jié)更換也不會發(fā)生太大變化，因此熱泵的動載荷波動不大，不會發(fā)生太大磨損，運行起來比較穩(wěn)定，如果沒有特殊情況熱泵的使用壽命至少可以達到20年，滿足高效節(jié)能要求的同時，可以達到理想的經濟效益。對于冬季來說，土壤淺層以及地下水溫度在16～18℃之間，即使是容量較大的地表水，溫度也在6～14℃之間，比空氣溫度要高出很多，熱泵在運行過程中能效比系數(shù)明顯提升，壓縮比明顯降級，與一般空氣源熱泵相比，最多可以節(jié)約一半能耗。對于夏季來說，土壤表層與地下水溫度在18～20℃之間，即使是容量較大的地表水，溫度也在22～26℃之間，比空氣環(huán)境要低出很多，冷凝壓力明顯降低，與一股制冷空調相比，可以幫助用戶節(jié)約一半費用。

2、地源熱泵空調技術應用創(chuàng)新

2.1水源利用

在地源熱泵空調技術的實際運行過程中，水源的應用是比較重要的一種方式，相應的水源換熱系統(tǒng)也就需要引起足夠的重視，針對這種水源換熱系統(tǒng)進行創(chuàng)新研究，提升其運行效率，也就能夠較大程度上提升整個地源熱泵空調技術的運行效率。具體到水源換熱系統(tǒng)的創(chuàng)新應用中來看，其主要細分為地表水換熱系統(tǒng)以及地下水換熱系統(tǒng)兩個不同類型，這兩種系統(tǒng)類型的創(chuàng)新應用均具備著研究實效性。在這種水源換熱系統(tǒng)的優(yōu)化設計中，需要首先針對當?shù)氐乃礌顩r進行分析，無論是利用地下水還是地表水進行系統(tǒng)運行，都需要了解其相應的特點以及使用的基本要求，并且針對其水溫進行準確檢測，了解其能夠發(fā)揮出的積極作用和效果，保障其能夠在地源熱泵空調技術的應用中充分發(fā)揮出“源”的作用和價值；此外，對于這種水源的高效利用來說，沿海地區(qū)對于海水的充分運用也是一種比較重要的方式和手段，當然，對于海水的應用還需要考慮其不良影響和威脅，采用等量回灌等方式進行處理，盡可能減少海水應用帶來的不良影響。

2.2土壤源換熱系統(tǒng)應用

采用巖土體作為換熱系統(tǒng)源的地源熱泵空調技術在應用中同樣需要進行深入的創(chuàng)新研究，不斷提升其應用實效性，這種土壤源換熱系統(tǒng)在具體的設計應用過程中具備著較為理想的普適性，能夠在很多區(qū)域得到較好的應用，其主要的作用設備就是相應的地埋管換熱器，由此可見，這種地埋管換熱器也就應該作為土壤源換熱系統(tǒng)應用創(chuàng)新的重要目標。針對地埋管換熱器的具體鋪設方式以及鋪設位置進行重點探究，提升其鋪設的可靠性和合理性是比較關鍵的一個方面，在鋪設分析過程中，必須要充分考慮當?shù)氐膸r土體條件，全面勘察了解相應的結構特點，及其在地埋管換熱器鋪設中可能存在的一些影響和限制因素，確保地埋管換熱器的埋設能夠發(fā)揮出最強的換熱效果，提升換熱效率。一般來說，為了提升這種土壤源換熱系統(tǒng)的應用效率和價值，還可以輔助性的添加一些額外的熱源裝置，進而促使其成為一種復合型的換熱系統(tǒng)，不斷提升其應用的實效性，促使其空調應用價值的最大化。

2.3末端系統(tǒng)優(yōu)化

對于地源熱泵空調技術的具體應用過程來說，末端系統(tǒng)同樣也是極為重要的一個方面，這種末端系統(tǒng)的優(yōu)化設計也就成為了創(chuàng)新研究的一個要點所在。基于這種末端系統(tǒng)優(yōu)化設計工作來說，其不僅僅能夠充分提升地源熱泵空調技術應用的優(yōu)勢價值，還能夠最大程度上保障其應用范圍得到擴展。在以往的末端系統(tǒng)應用中，比較常見的就是風機盤管加窗式通風槽，雖然這種應用方式具備著一定的優(yōu)勢，能夠促使該系統(tǒng)較為簡易可行，但是在應用效率以及舒適度的提升上卻存在著較大的局限性；基于此，針對末端系統(tǒng)進行優(yōu)化也就顯得極為必要，其創(chuàng)新優(yōu)化設計主要就是采用風機盤管供冷以及地板輻射供暖的方式進行處理，這種應用方式明顯改善了以往末端系統(tǒng)應用的缺陷，提升了地源熱泵空調技術的應用價值。

結語：

總而言之，地源熱泵作為科學技術在現(xiàn)代社會不斷發(fā)展的產物，無論是從該項技術自身特點還是社會未來發(fā)展的角度來看，該項技術都會隨著時間的推移而逐漸的取代空調等相關技術設備，成為21世紀的一項高效、節(jié)能、環(huán)保的新型制冷、供熱技術。