地源熱泵技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用概述

龐宗乾

摘 要 為讓建筑暖通需求得到更為高效的滿足，同時(shí)符合節(jié)能環(huán)保要求，本文對地源熱泵技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)解析，發(fā)現(xiàn)此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢非常突出。首先，對其工作原理與節(jié)能功效進(jìn)行詳細(xì)概述。而后對地源熱泵技術(shù)推廣受到限制的原因進(jìn)行分析，當(dāng)?shù)赝寥罈l件、地下?lián)Q熱器技術(shù)的創(chuàng)新等，還有一些非技術(shù)性原因。

關(guān)鍵詞 地源熱泵技術(shù);建筑工程;應(yīng)用

引言

地源熱泵作為一個(gè)節(jié)能環(huán)保效果較好、同時(shí)較為經(jīng)濟(jì)的暖通技術(shù)，應(yīng)用范圍越來越廣泛。在實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用過程中，此項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)空間還有很大，因此為了讓此項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢得到更為充分的發(fā)揮，技術(shù)人員應(yīng)加大技術(shù)研發(fā)力度。

1地源熱泵技術(shù)概述

1.1 工作原理

地源熱泵主要借助深埋于地下的熱交換器，在土壤中進(jìn)行熱量的吸收與釋放，這種能量轉(zhuǎn)換方式不僅節(jié)能，同時(shí)可以讓建筑空調(diào)系統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)更為精確。地下?lián)Q熱器、熱泵機(jī)組、室內(nèi)空調(diào)末端系統(tǒng)的協(xié)作，讓整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行更為穩(wěn)定、高效，讓人們的供暖與降溫需求得到了更為全面的滿足[1]。夏季，人們可以通過地下?lián)Q熱器與傳熱介質(zhì)進(jìn)行空調(diào)降溫。而到了冬季，設(shè)備系統(tǒng)則可以對人們的供熱需求進(jìn)行滿足，主要通過傳熱介質(zhì)將儲(chǔ)存在地層中的熱量提取出來，代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱能對整個(gè)建筑進(jìn)行供熱。基礎(chǔ)原理是水泵將熱泵機(jī)組中的傳熱介質(zhì)進(jìn)行加熱，而后直接傳送到空調(diào)系統(tǒng)中，經(jīng)過系統(tǒng)的末端裝置輸送到室內(nèi)。

1.2 節(jié)能功效

地源熱泵的節(jié)能功效主要體現(xiàn)在潔凈能源的應(yīng)用，無論是制冷還是制熱，都可全面滿足建筑用戶的體感溫度要求。能源都是來自地下同時(shí)主要依靠設(shè)備轉(zhuǎn)變與調(diào)節(jié)，不需要占用其他資源。例如，在夏季制冷時(shí)，主要是將室內(nèi)的熱通過一系列設(shè)備轉(zhuǎn)換直接儲(chǔ)存進(jìn)地層;到了冬季，設(shè)備就可以將夏季儲(chǔ)存的熱能進(jìn)行提取，整個(gè)過程只需要進(jìn)行相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換，同時(shí)，熱泵每消耗1單位電能的就可以產(chǎn)生大約3～5單位的熱能。

2地源熱泵技術(shù)推廣受到限制的原因

2.1 技術(shù)性原因

（1）當(dāng)?shù)赝寥罈l件

影響地軟性熱泵技術(shù)性能發(fā)揮的一個(gè)重要因素便是能量采集區(qū)域的土壤條件。原因是地緣熱泵的地下?lián)Q熱器埋設(shè)深度與埋設(shè)間隔主要受到土壤中的熱物性與氣候條件等因素的影響。與此同時(shí)，想要地源熱泵可以發(fā)揮出更好的熱量轉(zhuǎn)換功能，地泵埋設(shè)區(qū)域的土壤必須滿足一些硬性條件。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國很多地區(qū)的土壤任務(wù)性能并不能滿足熱泵技術(shù)功能發(fā)揮的標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，這也是限制地源熱泵技術(shù)推廣的一個(gè)重要因素[2]。與此同時(shí)，地下?lián)Q熱器的傳熱機(jī)理研究仍然處于技術(shù)討論階段，實(shí)踐應(yīng)用層面的經(jīng)驗(yàn)還不夠多，因此，相關(guān)技術(shù)人員必須重視此部分工作的深入落實(shí)。并加大技術(shù)開發(fā)力度，保證熱泵技術(shù)作用發(fā)揮的區(qū)域限制性問題可以得到有效解決。

（2）地下?lián)Q熱器技術(shù)的創(chuàng)新

從冷熱負(fù)荷角度上看，地源熱泵技術(shù)與地下轉(zhuǎn)換器的結(jié)合技術(shù)仍處于開發(fā)階段，因此技術(shù)人員應(yīng)加速技術(shù)研發(fā)的進(jìn)程，同時(shí)，將工作落實(shí)重點(diǎn)放置在地下?lián)Q熱器、地下?lián)Q熱系統(tǒng)與地源熱泵機(jī)組之間的匹配度提升層面，保證機(jī)組的性能更加優(yōu)良。保證地源熱泵技術(shù)的性能可以更為高效的發(fā)揮。

2.2 非技術(shù)性原因

限制熱泵技術(shù)應(yīng)用與推廣的社會(huì)性因素便是非技術(shù)性原因，如果從國家宏觀角度上看，我國熱泵技術(shù)的專業(yè)研究人才不足，需要得到相關(guān)部門的重視，加大人才隊(duì)伍的培養(yǎng)與建設(shè)力度。此外，熱泵技術(shù)質(zhì)量評(píng)定體系構(gòu)建的水平也不夠高。我國雖然在熱泵技術(shù)的推廣工作上已經(jīng)獲得了一些成果，但是并未制定出切實(shí)可行的熱泵技術(shù)產(chǎn)品規(guī)范和法律法規(guī)，因此工作人員必須要對地源熱泵的推廣與普及工作進(jìn)行更為嚴(yán)格的制度監(jiān)管，維護(hù)設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)量水平的同時(shí)，保證熱泵技術(shù)的價(jià)值可以全效發(fā)揮。

3熱泵技術(shù)在建筑項(xiàng)目中的具體應(yīng)用

3.1 熱泵空調(diào)系統(tǒng)

低溫?zé)嵩醇夹g(shù)主要以淺層的地?zé)崮転槟芰揩@取源，同時(shí)利用熱泵技術(shù)對建筑的供暖與制冷需求進(jìn)行全面滿足，這種新型的空調(diào)技術(shù)系統(tǒng)主要由地下?lián)Q熱器、熱泵機(jī)組、末端系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成[3]。各部分都承擔(dān)著較為重要的能量轉(zhuǎn)換與傳輸功能。系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)作過程中，將收集到的淺層地?zé)崮茉摧斔偷綗岜脵C(jī)組中后進(jìn)行交換。

3.2 熱泵熱水系統(tǒng)

從當(dāng)前的熱泵熱水系統(tǒng)種類上看，最為常見的有兩種。分別為獨(dú)立熱泵熱水系統(tǒng)、復(fù)合式熱泵熱水系統(tǒng)。通常情況下，獨(dú)立熱泵熱水是那些不必聯(lián)合其他熱源，可獨(dú)立承擔(dān)人們在日常生活中的熱水使用需求的系統(tǒng)。復(fù)合式熱泵熱水系統(tǒng)則是通過地?zé)釤岜门c其他輔助熱源，對人們的日常熱水需求進(jìn)行聯(lián)合承擔(dān)一種技術(shù)方式。

3.3 地源熱泵技術(shù)的全面應(yīng)用

社會(huì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾日漸突出，人們對環(huán)境保護(hù)工作的重視程度越來越高，地源熱泵技術(shù)不僅符合節(jié)能環(huán)保要求，還可讓人們的冷氣與供暖要求得到更為全面的滿足。尤其從當(dāng)前的技術(shù)普及程度上看，食品、制藥、城市公共事業(yè)等行業(yè)都已經(jīng)開始對地源熱泵技術(shù)進(jìn)行使用與開發(fā)。尤其是建筑行業(yè)，使用地源熱泵技術(shù)替代原有的煤炭燃燒供暖方式，不僅節(jié)約了大量的煤炭資源，還讓建筑物的熱源得到了更高水平的使用。這對于環(huán)境保護(hù)、降低溫室效應(yīng)來說也是一項(xiàng)創(chuàng)舉。

從地源熱泵的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性上看，此種技術(shù)的優(yōu)勢非常突出。因?yàn)橥瑯拥慕ㄖ褂脗鹘y(tǒng)供暖方式進(jìn)行建筑室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)要求，不僅需要浪費(fèi)大量的不可再生資源，整個(gè)過程由于涉及的步驟較多，還需要進(jìn)行大量的資金用于組織管理。而地源熱泵技術(shù)只需要采用“傻瓜操作模式”即可，不僅節(jié)省了一大筆運(yùn)行費(fèi)用，還讓整個(gè)運(yùn)維步驟得到縮減，節(jié)省人力與物力。最為重要的是此項(xiàng)技術(shù)在節(jié)能環(huán)保層面的突出價(jià)值，無廢棄排放[4]。同時(shí)，不需要占用其他能源就可讓人們對建筑室內(nèi)的溫度要求得到全面性滿足。

4結(jié)束語

在建筑工程的暖通系統(tǒng)中，熱泵技術(shù)憑借自身過硬的優(yōu)勢正在不斷得到應(yīng)用與推廣，本文對此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了較為詳細(xì)的解讀，包括熱泵空調(diào)系統(tǒng)、熱泵熱水系統(tǒng)、地源熱泵技術(shù)的全面應(yīng)用等。

參考文獻(xiàn)

[1]姜李靜.淺析暖通工程地源熱泵技術(shù)應(yīng)用[J].門窗，2019，（12）：35，37.

[2] 呂文剛.地源熱泵技術(shù)在建筑工程暖通領(lǐng)域當(dāng)中得到的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017，（8）：62.

[3] 梁希軍.暖通工程地源熱泵技術(shù)應(yīng)用研究[J].能源與節(jié)能，2014，（3）：

143-144.

[4] 呂景武.淺述地源熱泵的優(yōu)勢及其推廣應(yīng)用[J].建設(shè)科技，2012，（14）：

52-53.