暖通空調節能中地源熱泵技術

王鶴霖

摘要：隨著人們對生活質量要求的不斷提高，暖通空調的使用越來越頻繁，在增加生活舒適度的同時也產生了大量的能源消耗，并且對環境質量也造成了一定的破壞。我國的電力供應能力有限，在空調使用高峰期很難保證供電的穩定性，會對社會各項功能的這樣運轉和人民的正常生活帶來較大的影響。地源熱泵技術的運用能夠極大降低能源消耗量，減輕供電壓力，并滿足用戶對室內空氣質量的需求。本文分析了地源熱泵技術的應用原理和特點，然后分析了其應用優勢，最后提高了具體的運用方法。

關鍵詞：暖通空調；節能；地源熱泵；技術運用

中圖分類號：TU831 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3024（2017）05-149-02

引言

地源熱泵技術的成熟為暖通空調節能提供了新的發展方向，并且取得了較為良好的應用效果，有效降低運行費用，并減少對電能的消耗，同時也有利于保護自然環境和空氣質量，可以在后期進行大力推廣。

1地源熱泵技術概述

簡單來說，地緣熱泵就是一種能夠將陸地淺層能源轉化為高品位能源的系統。因為在我國的淺層地表中蘊藏著非常豐富的熱能，隨著現代化科學技術的不斷發展，已經可以對其進行充分的利用，從而減少對傳統能源的依賴。地緣熱泵在暖通空調中的應用技術已經相當成熟，在冬季能夠將地下的熱能提取出來滿足室內取暖的需要，而在夏季又可以將室內的熱量釋放到地能中，通過這種能量轉移來使建筑空間的是被溫度始終維持在比較舒適的狀態下，并增加空氣的流通作用。地源熱泵一般分為以下三種：

（1）土壤源熱泵

這種熱泵技術是把熱泵的換熱器埋在地下，利用地下常溫土壤溫度相對穩定的特性來實現和建筑室內空間的冷熱交換。一般來說，土壤源熱泵機組一般都會選用水一水式，能效比能達到4.0kw/h以上，沒年可以減少能源消耗量大概40%左右。雖然初期的投入成本比較高，但是后期的運行費用低。

（2）地下水源熱泵

地下水源熱泵系統是以水體當作低位熱源，完成換熱之后再把水源送回到原來的水層之中，能夠快速達到降溫和取暖的目的。但是在實際的應用過程中，有著較強的地域性限制，首先需要確保地下水位，并利用一定的技術手段控制水源在換熱的過程中不受到污染，否則會造成嚴重的生態破壞，對其技術性要求比較高。

（3）污水源熱泵

污水源熱泵系統又叫作地表水熱泵，因為它是一地表中的污水以及中水（污水經過處理后的再生水）作為媒介來進行冷熱交換。其最大的應用優勢是造價成本較低，并且能源消耗比前面兩種系統的都要低。同時，由于污水的水溫具備冬高夏低的特點，因此其應用效率會更高。并且不會受到太多的地域性限制，主要有充足的污水源，就能夠使用。

2地源熱泵的應用優勢

2.1空間節約性

地源熱泵系統是將空調、地暖以及熱水機的功能綜合在一起，能夠減少對空間的占用。尤其是在目前可利用的土地面積不斷減少的情況下，通過大力推廣地源熱泵技術能夠有效節約土地面積，并減少煤場、渣場的建設數量，從而改善城市的環境質量。

2.2節約能耗

地源熱泵技術屬于可再生能源利用技術，其主要能量來源是地表的土壤、河流、湖泊等吸收太陽能和地熱能而形成的低溫位熱能。同時，地緣熱泵技術的利用不會受到地域限制，能夠進行大范圍的推廣。和傳統的鍋爐供熱系統相比，地源熱泵系統的能源轉化率要大得多，基本上可以將1kw/h的電能轉化為4.4kw/h的熱能。

2.3方便管理

地源熱泵系統的機組運行一般比較穩定，只要注意日常的維護和檢修，就不會出現太大的運行故障，因此不需要派大量的管理人員進行實時的巡視和值守。同時，機組系統能夠實現單獨計費和分戶計量，方便進行用戶管理。

2.4綠色環保性

地源熱泵系統的應用改變了以往依靠煤炭燃燒而產生能量的模式，不會在運行過程中向空氣中排放有害物。尤其是目前我國的空氣質量持續惡化，霧霾天氣頻繁，正式需要調整能源使用結構，推廣綠色無污染能源的使用技術。同時，以往居民在使用空調制冷和取暖的過程中也會產生溫室氣體破壞臭氧層，產生溫室效應，加快全球變暖的速度，而利用地源熱泵技術可以改善這一現狀。

2.5運行成本低

由于地源熱泵具備高效節省的特點，因此在實際的運行過程中所產生的成本費用也比較低。首先是因為其質量穩定，節約了維修費用。而且其使用壽命比較長，避免了頻繁的更新換代，雖然前期的投入資金比較多，但是長遠來說，其經濟價值還是非常高的。其次，地源熱泵系統的自動化程度高，能夠節省人力資源，很多環節都可以通過系統進行控制，而不需要人工操作。同時對于用戶來說，也節省了日常生活中的取暖費和制冷費，因為地源熱泵系統對電能的消耗量與傳統的電器相比要小得多。

3地源熱泵在暖通空調應用中存在的問題

通過長期的應用實踐發現，地源熱泵系統也存在著一定的缺陷，第一，初期的投入資金比較高，這也是其一直得不到廣泛推廣的主要原因。因為我國的經濟發展水平存在著非常強的地域性偏差，尤其是在北方一些四季溫度變化明顯的地區，雖然就其自身的客觀條件和主觀意愿來說，對地源熱泵系統有著強烈的需求，但是受到地區經濟發展水平的限制，很難在短期之內得到大范圍的推廣。這種情況下，需要加大扶持政策扶持力度，從而降低初期的投入資金。其次，地源熱泵系統的構建對技術要求較高，并且施工工期比較長。因為施工環境大部分是在地下，需要進行鉆孔和埋管作業，這就大大增加了施工難度和實際的技術要求。并且在施工初期一定要經過科學的地質勘探，確保埋管區的地質條件符合規劃需求，否則將難以保證后期能源的正常供應。最后，地源熱泵技術的應用容易造成地下水質的氧化，從而破壞我國的水文條件，產生嚴重危害，因此需要提高其應用技術，避免出現這一問題，才能夠在將來得到大范圍的推廣和應用，為改善我國的能源結構和環境質量作出貢獻。

4暖通空調節能中地源熱泵技術的運用

地源熱泵系統是一個非常復雜的工程，需要通過科學合理的設計、專業化的施工以及后期反復的運行調試來保證運行的穩定性。首先在進行系統設計時需要進行根據建筑物特點、地質條件以及使用需求制定設計方案，確定其基本機組構成。其次進行地下巖土熱物性等參數的檢測，因為這是進行換熱器設計的主要依據，也是保證設計方案具備實用性和可行性的基礎。通常采用的檢測方法是用鉆孔進行取樣，注意多設置幾個取樣點，這樣能夠確保檢測結果的客觀公正性。最后根據檢測結果確定該地域的地質狀況，從而確定其埋管深度。在施工過程中要保證按照設計圖紙進行，對于不合理的施工設計點要和工程人員進行溝通，不能擅自進行更改。地下施工要注意安全性，強化安全措施，避免發生意外事故。施工完成之后進行質量檢驗，確保埋管數量和深度符合設計標準。在選擇熱泵機組時需要選用專用的地源熱泵機組，因為現在市場上的熱泵機類型較多，在購買之前要強調其類型和參數，避免購置到的類型不能滿足應用需求。機組安裝完成后，需要進行反復的調試，對于調試過程中出現的穩定制定改進方案，直到最終滿足質量需求。

5結論

通過以上分析可以發現，地源熱泵系統具備非常強大的應用優勢，不僅能夠降低能源消耗，也可以起到很好的綠色環保效果，改變利用傳統取暖和降溫方式中存在的能源消耗量大、環境破壞嚴重的問題，充分實現了經濟效益和社會效益的統一。并且，地熱能源具備可再生性，符合社會的可持續發展理念，關鍵是要在后期盡可能的降低地源熱泵系統的開發費用并加大宣傳和推廣力度，提高其普及性。