議地源熱泵技術在暖通空調節能中的應用

費文龍

長春高新建設開發有限公司

議地源熱泵技術在暖通空調節能中的應用

費文龍

長春高新建設開發有限公司

本文分析了地源熱泵技術在暖通空調節能中的應用，對地源熱泵技術的發展概略進行了分析，并對地源熱泵-輔佐冷卻塔暖通空調體系的規劃建造方案進行了評論，以為地源熱泵技術應用于暖通空調體系，能夠大幅度減少暖通空調體系能耗，全面提高暖通空調體系的節能功能。

地源熱泵技術；暖通空調；空調節能；空調系統

1 地源熱泵技術及其原理

地源熱泵技術是以地熱作為熱泵設備的熱源或熱匯，繼而對建筑進行制冷或者采暖的技術。伴隨著不斷地開發，這一技術正在逐步的走向成熟，在實際的使用過程中，只需對空調通入少量的電源，就可以完成高溫熱源向低溫熱源進行能量轉移的作用，從而起到制冷或者供暖的作用。由于在不同的時節對供暖制冷的要求不同，因此會采取不同的技術來對其進行處理。在冬天，地熱資源相比較于環境來說作為高溫熱源，要將熱量提取出來進行室內供暖或者熱水供給，相對立夏日而言，地熱資源又成為低溫熱源，經過相應的技術把室內的熱量傳遞到地下，然后完成降溫的作用。因此，地源熱泵技術可以有效地滿意生活中的供暖制冷，而且對降低能耗和維護環境有著極好的作用。

2 地源熱泵特點

2.1 地源熱泵的長處

根據驅動方法，通常將熱泵分為熱電式、吸收式、蒸汽噴射式以及機械緊縮式。對于蒸汽噴射式、吸收式以及機械緊縮式這三種對技術人員的專業水平要求較高，技術人員對數據的處理不能粗心，要有準確性以及細致的態度，因此要對技術人員進行許多專業技術以及人員素質方面的練習。對于熱電式熱泵，通過技術人員和研發人員的不斷鉆研，規劃出的新式的熱門熱泵，其排出的氣體對周圍的環境不會構成污染，然后起到了維護環境，降低噪音等方面作用。

2.2 地源熱泵缺點

目前，由于經濟的迅速開展，我國許多的綠色植被受到砍伐和損壞，廢舊的污水不加處理恣意排放的情況時有發生，這使得我國的植被覆蓋率不斷降低，土壤出現松動，嚴重的當地還出現山體滑坡和泥石流等災害，這對土壤的特性發生了很大的影響。

地源熱泵技術對土壤的作用要求較高。技術人員在挑選施工區域時，要對當地的土質條件、氣候條件以及土壤的熱性和濕性了如指掌，在與地源熱泵聯絡后，其熱源是不是契合需求。另一方面，在不同的冷熱負荷作用下，對地下換熱器以及熱泵系統的協作還沒有進行深化的剖析，地熱空調技術重要以地熱能換熱器為主，側重熱泵系統、換熱鼓勵與換熱器的匹配。不同于線源傳熱模型，更加重視傳質與傳熱模型，能實在仿照換熱器的換熱狀況。此外，施工過程中熱泵技術還要與其它的技術相協作，地源熱泵作為鉆井和暖通空調技術的聯絡技術，對技術人員的要求也就相應的提高，要求技術人員有必要對兩種技術熟練使用。

3 地源熱泵技術的分類及使用

3.1 大地耦合式熱泵

3.1.1 大地耦合熱泵的長處

(1)大地耦合熱泵技術的使用是以土壤作為熱源或熱匯的基礎，所以說這在很大程度上就代替了傳統空調的鍋爐和冷卻塔，這么燃燒所帶來的廢氣就會大大減少，在對于空氣和環境的保護有很大的作用。

(2)與地表水和空氣相比較而言，土層達到一定的深度以后，土壤溫度的改動就比較小，因此，這比以空氣作為熱泵設備的熱匯或熱源要更加較穩，而且還可以保證系統高效的運轉。

(3)由于土壤自身有比較好的蓄熱蓄冷作用，大地耦合式熱泵可以和太陽能集熱設備進行有機聯絡，這么經過土壤的蓄、放熱再加上太陽能的集熱作用可以供給非常好的供熱、制冷效果。

3.1.2 存在的缺點

(1)由于土壤的導熱性不強，因此所需的傳熱面積較大，占地面積較大。尤其在土壤單調以后，其導熱性能更是有明顯的下降，在夏天就會構成排熱困難，難以施工。

(2)大地耦合式熱泵技術需求在地下埋設管道，這就增加了很大的成本，而且發生故障以后修理不方便。另一方面，土壤中富含許多的酸堿性物質，其濕度，熱度、地下水等會對管道發生很大的腐蝕作用，影響使用的壽命。

3.2 地下水熱泵

3.2.1 地下水熱泵的突出特點

(1)對于大地耦合熱泵來說，其所需求的地式熱交換器單位容量的造價基本上是個定數，因此只需一個流量相對較高的井就可以滿意需求了。比較而言，水井系統的單位容量報價比較便宜，而且施工成本也比較低。

(2)水井系統規劃緊湊、占地上積小，但照?？梢猿槿≡S多地下水。

(3)和傳統的空氣－水中央HVAC系統比較來看，地下水熱泵的循環較穩，基本不需求維護，而且地下水回灌到地下之后，不會出現地上的下沉情況。

3.2.2 地下水熱泵存在的技術缺點

(1)當使用富含蓄水存的水作為空調冷熱源的時候，水溫會受到限制。

(2)假定井深過大，但是地下水熱泵系統的規劃卻無法滿意實際的需求，對泵所耗費的費用就會上漲，無法提高經濟效益。

(3)回灌井的選址要將水文地質條件作為一項重要方面，假定地下深井的水質差回灌后則會影響回灌區域全體的水質情況，對水質情況發生損壞。

3.3 地表水熱泵

和地下熱水泵相比較而言，地表熱水泵重要是將地表的水源(湖泊、河流、小溪以及池塘等)作為熱匯或者是熱源來對建筑實行供暖制冷的熱泵技術。比較于地下水，地表水的溫度不確定性比較大，因此，在不同的時節還需求一些輔佐的能源作為彌補。

3.3.1 在地表水中直接設備蒸發器

在地表水中直接設備蒸發器，通常是直接用板式熱交換器作為蒸發器。這種方法操作比較簡略而且成本也比較低，但是也存在一定的缺點，當地表水位發生改動后蒸發器板比較難固定，其次是要常常對其表面進行清洗，維護花費高。

3.3.2 經過鹽水循環進行水熱能的間接引證

此系統同樣是在地表水中設備板式熱交換器，但不同的是，蒸發器中無需增加制冷劑，而是鹽水溶液。但要保證鹽水溶液能夠在-10℃溫度條件下穩定活動。一起全部規劃應保證地表水有滿意的熱勢，載熱劑系統有相應的容量。

結束語

地源熱泵技術是一種低位可再生能源技術，比較于電力，使用地源熱泵作為建筑暖通空調能量來源，有著清潔、節能的優勢，是一種綠色的暖通空調規劃，在保護環境和節能減排方面都可以表現重要作用。

[1]章俞昌，潘金文.地源熱泵技術的特點及其在空調工程中的應用[J].工程建設與設計，2014，(8).

[2]魏燕鑫，左風云.淺論地源熱泵技術在暖通空調節能中的應用[J].中華民居，2014，(4).

[3]樊學，梁志鴻，朱超.地源熱泵技術在空調節能改造項目中的應用[J].綠色建筑，2015，(3).