关键词：地源热泵；暖通
现阶段地源热泵技术已经逐步实现在暖通空调中的大面积使用，本文在实际对地源热泵在暖通空调中的应用进行分析时主要将地源热泵技术的原理以及分类作为主要依据，同时对其优点以及缺点进行详细的分析与比较，这不仅可在一定程度上促使人民生活质量得以提升，同时促使环境保护工作有效开展。
1.地源热泵技术概述
地源热泵技术就是将地热当成热泵装置的热汇或热源，最终实现建筑物的采暖和制冷。它主要是以输入少量高品位能源的形式，完成低温热源到高温热源的热量转移。在冬季和夏季，可以将地热能当成高温热源和低温热源，在寒冷的冬季就可以将地热调出来取暖或用来作为热水供应的主要能源。而夏季，则通过把室内热量释放到地层中实现热量转移。此技术具有很多独特的优点：
首先，能实现节能减排的作用。地源热泵技术主要是利用地下浅层地热资源，因此，无需耗费较多的能源就能维持地源热泵空调系统的正常运转，实现节能降耗。又因为没有使用其他能源，便不会释放温室气体，避免了环境污染的问题。其次，经济高效。地埋管地源热泵技术无需进行燃烧操作，所需的能源不多，却能提高空调40%的效率，降低能源消耗和成本花费，实现整个系统的高效运作。再次，可再生利用。本技术所使用的是地热资源，而这种能源是对太阳能的一种转变利用，而太阳能则是一种可再生能源，因此，可再生利用。最后，还有环保长效的特点。地源热泵技术在使用时没有燃烧，是相当环保的，不会面临废弃物排放等环境污染问题。
2.暖通空调中地源热泵的应用
2.1 地源热泵暖通空调主要形式
根据热量来源不同，地源热泵暖通系统可分为土壤源、地下水源、地表水源三类。埋管式土壤源热泵系将使用水作为工作介质，在土壤内部换热管道与热泵机组之间循环流动，完成机组与土壤之间的热交换，根据埋管形式不同，可分为水平和垂直两类，这也是应用最为广泛的地源热泵形式，无需抽取地下水。地下水源热泵以地下水作为热量来源，抽出地下水之后将水送到换热器和热泵机组，提取或者释放热量之后再送回地下，该方案的使用需要征得地方政府的许可，同时地下要具有充足的水量，回灌工作是该方案的重点。地表水源热泵使用地表水作为冷热源，抽取江河湖海水，形成开式循环或者闭式循环。开式循环直接抽取地表水进行热交换，闭式循环则使用水盘管热交换器和地表水进行热交换。根据地源侧水应用方式不同，地源热泵还可以划分为闭环与开环两类，其中闭环换热器内的工作介质不和外部水或者土壤相连通，工作介质在封闭的循环系统内与外部环境完成热交换，在热泵机组和地下埋管之间循环。开环系统则直接抽取外部水作为工作介质，一般都应用板式换热器完成和外部水之间的热量交换，保护内部热交换器。
2.2地下水热泵
地下水热泵是地源热泵技术中使用最为广泛的一种，尤其常以地下深井水为热汇或热源实现供热制冷。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为地下深井水常是在深地层中，又因蓄热与隔热作用的影响，其水温不会因为季节的变化而发生很大的变化，深水井的水温的稳定性更高，对热泵的运行相当有利。虽然整个水井系统布局紧凑，占地面积小，但是却能够抽取与回灌许多地下水。如果地下水热泵循环设计的好，所需的维护费用就非常低。而且在地下水回灌到蓄水层之后，其实际地层的含水量仍不变，不会产生地面沉降等问题，运用技术较为成熟。
2.3 地表水热泵
地表水热泵技术就是将河流、池塘和湖泊等地表水作为热源，以供建筑物暖通空调使用的一种热泵技术。相比于温度恒定的地下水，地表水在温度上变化较大，因此，在在外界温度较低的冬季，要保证足够的供暖热量，需要安装出热泵外的第二套热产生装置，即双联热泵采暖系统。
2.4大地耦合热泵
大地耦合热泵主要是将地表浅层土壤作为热量的来源，跟以前的空气热泵技术（ASHP）比较，具有明显优势：地下土壤的温度比较恒定，又因为土壤可以延缓地表空气温度的变化，所以，大地耦合热泵更适合做热泵装置的热源，还能实现系统的高效运行；此技术将土壤当成了热源，以土壤替代了传统空调中的冷却塔，最终有效减少了空气污染和热污染。
但是在使用大地耦合热泵时，必须注意土壤的传热性能较差，传热面积较大，且埋设时需要花费较多的成本，当出现故障时不便开展检修。所以，在具体使用时，必须全面考虑利弊。
（1）直接式与间接式大地耦合热泵
从蒸发器与大地换热形式的不同，大地耦合主要可以分成直接式和间接式两种形式。间接式主要是将盐水溶液或栽冷剂作为蒸发器和热源之间的热量传递媒介使用，跟直接式相比，可以节省制冷剂的冲灌量、让热泵系统更加灵活，能大大的减少工程量。但是也存在一些局限性，会加大初投资，并造成额外降温。而在直接式中，蒸发器盘管被埋到了地下，可以减少较多的投资，适合用在家庭热泵系统中。在安装直接蒸发系统时，要注意：使用1～2根并列的90m长的3/4钢管当成两缸或者三缸压缩机的地下盘管，以便地下抽热比普通的间接式系统高。
（2）水平式和垂直式大地耦合热泵
水平热交换管的地下盘管的主要材料是聚乙烯硬塑料管，一般是水平地敷设在土壤中。此技术中的管子敷设深度与塑料管侧间距是必须重视的参数。吸热地面要跟采暖建筑物靠近，土壤面积的大小要根据土质、含水量与此位置的太阳照射时间来定。塑料管之间的距离越小，则利用效率越高，但热交换管量更多，所需费用也更多，所以，必须进行技术经济性考虑。土壤中的管群铺设最好分成好几组，要将单根管长控制在100m以内，否则会消耗较多的泵功率。
3.结语
地源热泵系统经过多年的研究，在技术上已经比较成熟，而且经过多次的示范实践，肯定其具有节约能源、性能稳定、清洁安全等优点，虽然其初投资比常规采暖空调系统大，但可以大大节省运行维护费用。据世界环保组织估计，设计安装良好的地源热泵，平均可节约用户30%～40%的采暖空调运行费，因此它将成为大有发展前景的采暖空调技术。
参考文献：
[1] 潘永，胡勋.地源热泵技术在暖通空调中的应用分析[J].建筑工程技术与设计，2016（30）.
论文作者:王亚丽
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/6/25
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