淺論暖通空調設計中地源熱泵的應用

【摘要】隨著我國社會的快速發展，人們越來越重視清潔能源的開發，其中熱泵技術主要就是清潔、高效的功能技術。其主要就是直接從自然界獲取空氣、水以及土壤中的熱能，將其轉化為別的能量，進而能夠達到零污染物的排放。本文主要講述了地源熱泵的優點和分類，地源熱泵中暖通設計的應用以及未來主要發展的趨勢。

【關鍵詞】暖通空調；地源熱泵；應用

隨著人們生活水平質量日益提高，人們對于空調機的需求越來越高，并且在日常生活和工作中對空調的依賴性越來越大，進而造成了諸多能源的浪費。另外，地球上可以利用的資源日趨減少，人們越來越重視環保節能的話題，并且已經成為當今時代主要發展的潮流。地源熱泵具有熱源穩定、再生能源以及安全性、環保性等諸多優點，進而得到了暖通空調設計人員們的認可，也已經成為我國暖通空調設計中的一種發展趨勢。

1地源熱泵的優點以及分類

1.1 地源熱泵在暖通空調設計中應用的優點

1.1.1 目前，對于暖通空調需求量比較大的地區往往是北方地區，其主要原因就是因為北方冬季比較寒冷，地源熱泵長期埋在地下，不僅不會影響建筑物的美觀，還能夠確保雪霜不會對其造成一定的損壞。

1.1.2 地源熱泵在暖通空調中使用的時候與傳統的空調具有一定的差異性，并不會排除相應的污染物，進而能夠有效的降低對人們人體和環境的污染。

1.1.3 在所有環境的介質當中，大地的溫度變化是比較穩定的，即便是在冬天的時候大地的溫度也會比室內的溫度高，在比較炎熱的夏天的時候卻相反，地源熱泵就是利用了這個特點，從而能夠提高熱能的利用效率，充分的利用了能源。

1.1.4 大地本身也具有儲存熱能和冷能的功能，可以將夏天比較高的熱能儲存到大地中，從而在冬季的時候使用，還可以將冬季的冷能存儲到大地中，進而可以在夏天的時候使用。地源熱泵正是利用了大地的這個存儲功能，可以滿足冬季和夏季對空調的要求，不僅不會對環境造成污染，還可以有效的提高能源的利用效率。

1.2 地源熱泵的分類

1.2.1 地下水熱泵系統。隨著地源熱泵技術的快速發展，地下水熱泵系統主要被廣泛的應用到商業建筑中，比較常見的形式就是一側走熱泵機組進行水冷卻，另外一側走地下水，然后利用水與水式板式換熱器，地下水熱泵系統早已經在歐洲等發達國家廣泛的應用。

1.2.2 土壤源熱泵。土壤源熱泵主要將換熱器埋在地下，主要就是以大地為熱源，與大地之間進行冷熱交換。土壤源熱泵系統的主機往往都是選擇熱泵機組以及水-氣熱泵機組來完成相應的工作。土壤源熱泵系統能夠根據地下熱交換器的布置來完成相應的工作，進而提供更優質的熱能。

1.2.3 地表水熱泵系統。地表水熱泵系統可以分為兩大類系統，即開路和閉路系統。在比較寒冷的地區往往都會選擇閉路系統，并不適合開路系統。但是，由于管道和水中的其他設備容易在河流中受到腐蝕和損傷。另外，如果比較淺的時候，還會導致效率的降低，最終造成制冷或供熱能力的降低，其主要原因是因為湖泊的溫度會隨著氣候的變化而發生較大的變化。地表水熱泵系統具有諸多優點，比如造價比較低、泵耗能比較低以及運行成本較低等優點。

2、暖通空調設計中地源熱泵的應用

2.1 正確選擇機組

必須要結合地源熱泵的實際情況選擇正確的機組，所選機組必須要與地源熱泵的類型相匹配。目前我國市場上的機組諸多，十分的繁雜，并沒有統一的規范，所以在選擇機組的時候必須要確認其能夠適合地源熱泵的類型。比如開放式地源熱泵空調設計的時候，如果選擇了水環熱泵系統的機組，進而就會造成其夏天不能正常的使用。

2.2 能效比與性能系數的選擇

在進行暖通空調設計的時候，如果選擇有效的地源熱泵，對機組的能效比和性能系數有著非常高的要求。由于廠家的不同，機組能效比和性能系數是存在一定的差異性，相關的設計人員必須要加以注意。比如德國廠家所生產的機組，其制熱性能系數一般會在4.5到7.2之間，但是在進行制冷的時候，小的只有0.65噸，大的卻能夠高達30噸，兩者之間的差異性非常巨大。另外，廠家在進行測定的時候，其條件的不同所測出的值也會存在著一定的偏差。

2.3 抽水井、回灌井的選擇

為了能夠保障暖通空調的正常運行，其主要的環節就是抽水井和回灌井的選擇，不僅需要保障地源熱泵的正確應用，還應該降低能源消耗的浪費。根據相關規定和標準，抽水井和回灌井的井深平均應該在100米，自由升降度應該控制在7米左右，抽水量控制在每小時95立方米左右，回灌水量控制在每小時48立方米左右，靜止水位應該在地下32米，動水位平均應該為地下38米。

2.4 控制系統

目前比較常見的控制系統有熱泵機組的自動控制系統、水池的控制系統以及井群控制系統，每個系統各司其職。熱泵機組自動控制系統的主要作用就是有效的利用自動化裝置完成對暖通空調的制冷制熱控制，從而達到減少人為的操作。水池控制的主要作用就是根據水位的實際情況來選擇是否需要開啟深井蓋。井群控制系統的主要作用就是完成分組管理，進而能夠充分的發揮出控制系統的作用和價值。

3、地源熱泵在我國的發展現狀及前景

我國在本世紀初期的時候就已經開始進行土壤源熱泵的研發階段，目前我國已經具有許多機構成立了土壤源熱泵實驗臺，其主要功能就是研發地下換熱器與地面熱泵設備之間進行長期聯合運行。我國的重慶、長春以及溫州等地區已經建立了土壤源熱泵系統示范工程，進而得到了諸多房地產開發商的關注和重視。另外，我國許多國家級的建筑物已經運用地源熱泵功能系統，比如毛主席紀念堂等國家級建筑。我國將北京、天津以及沈陽等城市作為地源熱泵試點城市，并且逐漸的覆蓋全國范圍，大力發展我國地源熱泵。

隨著科學技術的快速發展，地源熱泵工程技術得到了快速的發展和進步。其本身具有諸多優點，并且能夠達到我國鼓勵提倡的低碳環保節能的原則，在我國具有非常廣闊的發展前景。目前，地源熱泵系統已經成為人們利用低溫熱能最為先進的技術，其本身具有很強的競爭力，進而得到了全球范圍內的廣泛關注。

參考文獻：

[1]羅迎賓，梁路軍，季柳金等.地源熱泵在水產養殖恒溫系統中的應用研究[J].現中國建設信息供熱制冷，2010，19（1）；622-623.

[2]胡濱.暖通空調設計中地源熱泵的應用[J].城市建設理論研究，2011，19（19）；42-45.

[3]張凱，黃艷秋.淺談暖通空調設計中地源熱泵的應用[J].程式建筑研究，2012，13（33）；316-317.