【摘要】水（地）源熱泵作為一種節能環保的暖通空調應用方式，不僅能夠有效保障人們的生活質量，同時還能更好地保護我國的生態環境，促進我國經濟建設的更好發展。因此，作為設計人員，需要充分認識到地源熱泵在今后暖通空調應用過程中的巨大前景，加強對地源熱泵的研究與分析，從而使得水（地）源熱泵在暖通空調設計中得到更好的應用，以促進我國暖通空調市場和整個經濟市場的更好建設與發展。本文探討了暖通空調設計中水（地）源熱泵的應用分析。

【關鍵詞】暖通空調設計;水（地）源熱泵;應用

水（地）源熱泵是可再生能源中地熱利用的一種方式，具有高效、環保優點，我國地域遼闊，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，克服傳統空調技術缺陷，具有十分重要的實用價值。同時，在城市現代化建設，環境污染防治等方面，也具有重要意義。雖然地源熱泵具有一定缺陷，但只要我們合理運用地源熱泵，不斷研發暖通空調設計，必定推進建筑事業發展，更好滿足業主的心理、物質需求。

1、地源熱泵系統的特點

1.1 經濟性

水（地）源熱泵系統雖然也需要消耗電能，但相對傳統空調系統而言，供熱和制冷的運行費用可以有效減少30～45%，除此之外，水（地）源熱泵的能量主要來自地，對電能的依賴小，能耗小，經濟優勢十分突出。

1.2 能效性

水（地）源熱泵系統雖然能耗小，但絲毫不影響其制冷和供熱的效果。在實際運行過程中，利用大地或水體儲存熱能的特性可以同時滿足冬天和夏天兩個季節的能量需求，水（地）源熱泵系統中的冷卻系統冷凝溫度比普通空調更低，制冷效果較傳統的冷卻塔式系統和風冷式系統更好，而在供熱過程中，可以將溫度維持在明顯高于常規狀態下的環境溫度范圍內，在寒冷的冬天為我們提供一個更加舒適的環境。

1.3 清潔性

在實際應用過程中，由于地源熱泵系統所需的熱量主要來自于大地或水體中的熱能，不存在燃料燃燒的過程，因而可以有效減少對周邊環境的污染和影響，除此之外，水（地）源熱泵系統的配置更加簡單，擺脫或減少了傳統空調冷卻塔裝置和外掛機設備等配置對周邊自然環境產生大量污染的困擾。

1.4 安全性

水（地）源熱泵系統的管理和控制都是通過計算機進行的，在多工況運行狀態下具有更高的可靠性，在一定技術支持下，甚至可以實現遠程控制。水（地）源熱泵系統在運行時可以忽略許多環境因素的影響，與普通空調系統相比表現出更高的穩定性。具有這些優勢，保證了人們在更安全的環境下使用水（地）源熱泵系統。

2、暖通空調設計中水（地）源熱泵的應用分析

2.1地埋管式熱泵

地埋管式熱泵系統也稱土壤源熱泵系統，指的是將土壤當作熱源或是熱匯，把耦合式地熱交換器按照水平方式安放在預設的地溝當中或者是按照放置U型管的方式把耦合式熱交換器放在豎井當中，然后將耦合式熱交換器與建筑內部的水環路保護連接起來。大地耦合式熱泵和傳統空氣熱泵相比優勢主要表現在以下幾點： 第一，在一定深度下對土壤溫度的撥動的影響非常較小，并且還有具有一定的延遲和衰減地表空氣溫度撥動的作用; 保證了系統運行的高效性，非常適合做熱泵的熱源和熱匯。第二，節約時間和成本，大地耦合熱泵只需要把土壤作為熱源和熱匯，省略了搭建冷卻塔和鍋爐的過程，既節約了時間成本又避免了對環境的污染。第三，能夠和太陽能集熱裝置結合，通過在土壤的蓄熱和放熱，實現供熱和制冷效果的最大化。

2.2 地表水熱泵

地表水熱泵與地下水熱泵有著諸多的相似性特點， 但是不同的是， 地表水熱泵主要是由潛在水面以下的塑料管道為主要的構成部分， 在地表水熱泵運行中形成的地下水熱交換系統能夠代替土壤熱交換系統。在進行暖通空調系統設計過程中，采用地表水熱泵必須要將建筑物與管道進行有效的連接，從而才能一定程度上保障地表水熱泵能夠在穩定的狀態下運行。除此之外，在地表水熱泵的應用過程中，必須要對該區域內的周圍環境條件進行充分的考慮，對相關的設備以及管道進行必須的防潮以及防凍處理， 降低氣候因素對其的破壞以及影響。

2.3 地下水熱泵

地下水熱泵屬于地源熱泵的重要分支，該類熱泵技術通過地下深井，依靠熱匯、熱源實現制冷或供熱。由于地下深井水位身處地層，深井水水文甚至恒定不變。所以，熱泵運行具有顯著優勢。其優點可表現在如下方面：其一，布局緊湊的水井系統，占地面積較小，地下水回灌與抽取時，占地面積不會對其造成影響;其二，針對大地埋管式熱泵而言，地下水式熱交換器改善成本較小，針對大型熱泵系統，井水單位容量成本極低，若井的流量較高，即可達到整個空調系統需求;其三，同傳統的中央空調系統相比比較，使用地下水式熱泵系統，如果設計合理，因不用維護，基本不會出現維護費用，地下水回灌至蓄水層之后，不會影響地層的實際含水量。所以，對地理環境與生態環境幾乎沒影響;其四，許多商業系統選擇地下熱泵系統，多年實踐證明該技術較為成熟，同時，鉆井技術可行性較高，系統簡便易行綜合造價低，水井占地面積小，可以滿足大面積建筑物的供暖空調的要求。

2.4污水源熱泵

污水源熱泵主要是從工業污水、城市污水中提取低品位熱源熱量，將其轉化為高品質能源，直接向住宅用戶提供熱、冷負荷的熱泵系統。使用污水源熱泵，是利用水質穩定、溫度變化小的特點，以污水作為熱源進行制冷、制熱循環的一種空調裝置。它具有如下優點：其一，污水源熱泵是利用污水處理廠出水量大， 水質穩定， 常年溫度在13～25℃等特點，以污水作為熱源進行制冷、制熱循環的一種空調裝置。由于污水源熱泵的熱源溫度全年較為穩定， 其制冷、制熱系數比傳統的空氣源熱泵高出40% 左右， 其運行費用僅為普通中央空調的50%～60%。因此污水源熱泵具有熱量輸出穩定、COP 值高、換熱效果好、機組結構緊湊等優點， 是實現污水資源化的有效途徑。其二，污水源熱泵比燃煤鍋爐環保， 污染物的排放比空氣源熱泵減少40% 以上，比電供熱減少70% 以上。它節省能源， 比電鍋爐加熱節省2/3以上的電能， 比燃煤鍋爐節省1/2 以上的燃料。同時，它也存在一定缺陷，污垢會常常使流道表面的粗糙程度增加， 引起摩擦系數和局部阻力系數的增加， 這必然要引起整個換熱器的流動阻力壓降增大， 故泵消耗的功率增加。所以在污水源熱泵系統中換熱器的設計、使用中， 如何防垢、抑垢、除垢是非常重要的。

結語：

綜上所述，在建筑行業不斷發展的過程中，暖通空調設計也在不斷創新、不斷發展，在未來，（水）地源熱泵是暖通空調設計發展的必然趨勢之一，這種技術在暖通空調設計中的運用不僅可以保證室內環境的溫度、濕度以及舒適程度，為人們提供更高品質的居住環境，同時可以實現節能減排的目標，減少對環境的污染。

參考文獻：

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作者簡介：

項偉鋒，寧波市天一建筑設計有限公司，浙江寧波。