暖通空調(diào)領(lǐng)域新能源熱泵技術(shù)應(yīng)用探究

彭濤

摘 ?要：暖通空調(diào)領(lǐng)域新能源熱泵技術(shù)的有效落實，一方面能夠為現(xiàn)代建筑功能空間的使用提供更舒適的環(huán)境，使居民生活質(zhì)量水準(zhǔn)顯著提升;另一方面，憑借能源循環(huán)系統(tǒng)，更便于借助可循環(huán)利用的能源系統(tǒng)降低傳統(tǒng)資源的損耗，使我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展觀念得以落實。本文基于新能源熱泵技術(shù)應(yīng)用展開分析，在明確技術(shù)特點(diǎn)與存在問題同時，期望為后續(xù)建筑功能空間的使用提供良好參照。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào);新能源;熱泵技術(shù);應(yīng)用分析

暖通空調(diào)系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑基于居民生活質(zhì)量要求演變而來的工程項目。在技術(shù)落實期間，不但能夠通過系統(tǒng)調(diào)節(jié)的措施，更有效管理建筑功能空間的使用質(zhì)量，同時憑借新能源概念的落實，更便于降低傳統(tǒng)供電與供暖企業(yè)能源損耗壓力。故而，暖通空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)建，應(yīng)該積極引入新能源與熱泵技術(shù)理念，以便暖通及空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量與可靠性滿足現(xiàn)代建筑需要。

1 新能源熱泵技術(shù)概述

熱泵技術(shù)是利用卡諾循環(huán)原理轉(zhuǎn)換熱量的裝置，通過完善的循環(huán)系統(tǒng)，能夠以小部分電能啟動設(shè)備系統(tǒng)，從地下、空氣、太陽等環(huán)境中攝取其他能源，再通過能源轉(zhuǎn)換裝置使此類能源具備可利用性。比較傳統(tǒng)暖通空調(diào)技術(shù)，熱泵技術(shù)能夠更直接的滿足新能源技術(shù)需要，使能源轉(zhuǎn)換效率與運(yùn)行穩(wěn)定性得到提升，使暖通空調(diào)系統(tǒng)的適用范圍得到更廣泛的發(fā)展。

2 新能源熱泵技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 地源熱泵應(yīng)用

（1）地源熱泵原理。地源熱泵系統(tǒng)可分為供暖與制冷兩方面進(jìn)行分析。首先，在供暖系統(tǒng)中，地源熱泵他壓縮機(jī)能夠?qū)Φ叵滤催M(jìn)行氣——液化的轉(zhuǎn)換，并且憑借水源循環(huán)不斷吸取巖土與地下水環(huán)境中的熱量，以便以便借助冷媒循環(huán)系統(tǒng)在蒸發(fā)器中的應(yīng)用，將熱量排向建筑空間內(nèi);其次，在制冷系統(tǒng)中，壓縮機(jī)應(yīng)通過對冷媒做功使其流向轉(zhuǎn)變，通過蒸發(fā)器將室內(nèi)熱量轉(zhuǎn)移至地下水源循環(huán)中，以便室內(nèi)持續(xù)保持在適當(dāng)?shù)臏囟拳h(huán)境內(nèi)。（2）地源熱泵特點(diǎn)。根據(jù)地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行原理可知，地源熱泵供暖系統(tǒng)比較傳統(tǒng)電能供暖系統(tǒng)能源的損耗耕地，并且在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，不會對水源造成任何損耗與污染。其次，地源熱泵設(shè)備構(gòu)件較小，結(jié)構(gòu)安裝也非常緊湊，不但能夠有效降低建筑空間占比，同時運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性能夠得到顯著提升，以此提升系統(tǒng)運(yùn)行的壽命。（3）地源熱泵問題。在長期研究使用過程中也發(fā)現(xiàn)了地源熱泵的許多不足之處。首先，必須采取安全可靠的地下水回灌措施，保證不會對地下水源造成污染和浪費(fèi);其次，基于我國地質(zhì)狀況復(fù)雜的特點(diǎn)，在展開地源熱泵設(shè)計與施工期間，必須對地方巖土質(zhì)量環(huán)境進(jìn)行勘測，以避免大量開采地下水期間不會導(dǎo)致基土塌陷與下沉的問題。最后，地源熱泵在技術(shù)投資方面，初期投資通常較大，通常在系統(tǒng)打井至一定深度時，才能進(jìn)入恒定的溫度環(huán)境，若想此類新能源技術(shù)得以全面落實與推廣，地方政府必須給予大力支持。

2.2 空氣源熱泵應(yīng)用

（1）空氣熱源泵特點(diǎn)分析。空氣能是取之不盡用之不竭的可再生能源，空氣源熱泵正是采用這種可再生能源輔以清潔的電能進(jìn)行能量提升的節(jié)能設(shè)備。相對于地源熱泵、太陽能熱泵和污水熱泵，空氣源熱泵適用區(qū)域更為廣闊，除了氣候條件的限制外幾乎不受其他任何限制。空氣源熱泵空調(diào)節(jié)能效果顯著，通過輸入少量的電能可以得到3～4倍的熱能，系統(tǒng)安裝維護(hù)簡單，運(yùn)行費(fèi)用低。據(jù)空氣源熱泵采暖系統(tǒng)冬季運(yùn)行費(fèi)用數(shù)據(jù)顯示：在嚴(yán)寒地區(qū)比燃?xì)獗趻鞝t節(jié)省15%，比電采暖節(jié)省60%;在寒冷地區(qū)比燃?xì)獗趻鞝t節(jié)省50%，比電采暖節(jié)省70%;在夏熱冬冷地區(qū)比燃?xì)獗趻鞝t節(jié)省41%，比電采暖節(jié)省24%。在運(yùn)行過程中，空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)對于環(huán)境的污染物排放也極低，實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。隨著新型建筑保溫材料的發(fā)明和空氣源熱泵技術(shù)的不斷完善，空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)憑借其節(jié)能、環(huán)保、安全和美觀等優(yōu)點(diǎn)快速商品化，逐步應(yīng)用于商場、酒店、大型車站、綜合醫(yī)院等集中供暖制冷的場所。

（2）空氣熱源泵存在問題。空氣源熱泵低溫適應(yīng)性差，普遍存在的問題有：a.熱泵的熱輸出功率遠(yuǎn)低于熱負(fù)荷需求;b.低溫環(huán)境下壓縮機(jī)運(yùn)行容易過熱導(dǎo)致停機(jī)，需要電加熱輔助;低溫環(huán)境下的COP值偏低等。需要攻克的技術(shù)難點(diǎn)有：減少室外機(jī)的霜凍現(xiàn)象和縮短化霜時間;壓縮機(jī)實現(xiàn)多級壓縮和變頻運(yùn)行;與其它熱泵耦合使用等。

2.3 太陽能熱泵應(yīng)用

（1）太陽能熱泵原理及功能。太陽能熱泵系統(tǒng)是借由太陽能與熱泵技術(shù)組成形成的復(fù)合式技術(shù)類型，其功能性可分為采暖與制冷兩種。其中，采暖系統(tǒng)主要由集熱系統(tǒng)與熱泵系統(tǒng)組成，在太陽能集熱過程中，可借由壓縮機(jī)、換流器、散熱器等設(shè)備將能源類型轉(zhuǎn)換為電能，以便滿足住戶對室溫的要求。此種采暖系統(tǒng)的應(yīng)用最突出的特點(diǎn)便是能夠通過極少的電能獲取更多的能源，以便降低地方電力企業(yè)的供應(yīng)壓力，同時更能夠克服傳統(tǒng)太陽能間歇性與分散性的問題，使能源轉(zhuǎn)換效率與供應(yīng)穩(wěn)定性得以保障;其次，在制冷功能中，在原有集熱與熱泵系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加了熱交換器與制冷水箱，以便制冷劑在壓縮機(jī)的作用下將儲水箱熱量吸收，提升熱能置換效率，使太陽能熱泵系統(tǒng)持續(xù)處于較低的溫度狀態(tài)，并能夠通過冷凝管與熱傳導(dǎo)設(shè)備將室內(nèi)溫度降低。

（2）太陽能熱泵存在問題。太陽能是可持續(xù)利用資源中較常見的能源類型，在我國新能源市場領(lǐng)域中已經(jīng)具備較成熟的技術(shù)體系，使得部分地區(qū)的電力能源損耗量得到有效降低。但站在現(xiàn)階段太陽能技術(shù)難點(diǎn)角度來看，太陽能分散、不穩(wěn)定、初期投資較高的問題仍需繼續(xù)解決，并且還應(yīng)該根據(jù)太陽能熱泵系統(tǒng)構(gòu)建要求擬定詳細(xì)的管理制度，以便管理現(xiàn)代太陽能市場環(huán)境，使太陽能設(shè)備能夠為更多的民眾生活提供幫助。

2.4 污水源熱泵應(yīng)用

污水源熱泵技術(shù)從城鎮(zhèn)化建設(shè)發(fā)展中應(yīng)運(yùn)而生，成為一種"新能源"利用技術(shù)。城市污水全年溫度變化小，相對江河水溫度穩(wěn)定，具有良好的熱能特征。污水源熱泵是以城市污水為冷熱源，利用熱泵原理提升能量為建筑物制冷供熱的節(jié)能設(shè)備。在一定程度上緩解了當(dāng)前能源與環(huán)境的緊張形勢。

污水源熱泵能夠有效回收城市污水的廢熱，利用熱泵技術(shù)既可以制冷又可以供暖，省去了鍋爐系統(tǒng)和冷卻塔等設(shè)備。運(yùn)行過程中不向環(huán)境排放任何廢水、廢渣和廢氣，節(jié)能環(huán)保效果顯著。目前污水源熱泵技術(shù)的應(yīng)用還有許多技術(shù)問題亟待解決，如污水水質(zhì)處理、污水堵塞及換熱器污染結(jié)垢等。

3 結(jié)束語

新能源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的有效利用，不但能夠根據(jù)地區(qū)供暖與制冷能源損耗特點(diǎn)提供更完善的能源補(bǔ)償措施，通過穩(wěn)定且可靠的能源供給平臺，降低地區(qū)供暖與電力企業(yè)的能源供應(yīng)壓力，同時新能源的利用能夠有效降低污染物排放量，使地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得以持續(xù)保障。故而，在論述暖通空調(diào)領(lǐng)域新能源熱泵技術(shù)應(yīng)用期間，必須明確新能源熱泵技術(shù)類型與問題，并提出詳細(xì)且完善的解決方案，才能為后續(xù)暖通空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)建提供更全面的技術(shù)保障。

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