银淑明 赵维
单位：天津东丽湖能源科技有限公司 300300
摘要：地源热泵暖通空调系统是将空调系统的热交换器埋在地下，以水源在高强度、高密封性塑料管环路中的持续、循环流动为载体，实现暖通空调与大地土壤进行冷热交换的目的。为了充分发挥其作用，必须加强对地源热泵技术在暖通空调节能中的应用进行分析。
关键词：地源热泵技术，暖通空调节能，应用
引言：空调是科学技术发展的产物，能够进一步提高人们的生活品质。但是在享受便利生活的同时，人们也应该考虑能源供应及环保问题。将地源热泵技术运用于暖通空调当中，不但能够提高工作效率，还能节能环保，具有极高的利用价值。
1地源热泵技术与原理
地源热泵技术指的是将地热当成热泵设备的热汇或热源，从而对建筑开展采暖或制冷的技术。随着开发深度的不断增加，地源热泵技术也日益成熟，在具体应用活动中，只需要将少量电能通入空调中，就可达到把高温热源转变成低温热源的功能，从而实现供暖或制冷的效果。因为在各个季节建筑对制冷供暖的需求有很大差异，所以会选用差异化的技术对其做恰当处理。在寒冷的冬季，地热资源与环境相比属于一种高温热源，应提取其热量开展热水供应或室内供暖。而在炎热的夏季，地热资源与环境温度相比属于一种低温热源，借助一定的技术就可将室内的热量有效地传到到地下，达到降低室内温度的效果。从这里可以看出，地源热泵技术能较好地符合生活中的制冷与供热需求，并且在保护环境与降低能耗等方面有着不容忽视的优势作用。因此，将地源热泵技术应用到暖通空调节能设计中时，应严格依照其技术特点及应用原理进行恰当设计，以充分彰显出地源热泵技术的优势作用，使其能在节能环保方面发挥更大积极作用。
2地源热泵技术在暖通空调节能中的应用分析
2.1大地耦合热泵
第一，保证系统运行的高效性，非常适合做热泵的热源和热汇。第二，节约时间和成本；第三，能够和太阳能集热装置结合，通过在土壤的蓄热和放热，实现供热和制冷效果的最大化。在大地耦合式热泵的实际应用当中，还要充分考虑以下两个方面。一方面，要做好对地下土壤换热系统的类型选择工作，按照目前的技术条件，埋管模式可以分为垂直型埋管和水平型埋管两种，在实际操作当中选择哪一种形式，设计人员应结合建筑的实际要求合理的进行选择。通常还是以选择垂直型埋管模式为主。另一方面，也要做好对地下换热器管材的选择。换热器是需要埋在地下的，为了确保地源热泵系统运行的安全可靠，换热器管材一定要选择抗腐蚀性强，化学元素稳定性高的材料，除此之外换热器材料还要具有一定的强度和韧度，当然最重要的还是要控制好材料的成本。
2.2冷、热源系统
为了防止所用水中的杂质进入机组，井水必须要经过沉淀处理才能使用，然后通过旋流清理机组内的杂物，这样是为了设备处于稳定的环境下运转。地源热泵系统用户的空调循环水泵与机组选择之间，采取的原则为“先并联后串联”，循环水泵和机组实现一对一供水，以此保证各个装置之间协调运行。对分、集水器两者需要配备相应的装置，通常使用压差旁通阀，这些对于空调循环水系统的使用有促进作用。
2.3污水源热泵
其重点是从事工业污水、城市污水中将低品位热源热量提取，将其转化为高品质能源，直接给住宅用户带来热冷负荷的热泵系统。它具有如下优点：①污水源热泵是利用污水处理厂出水量大，水质稳定，常年温度在13～25℃等特点，以污水作为热源进行制冷、制热循环的一种空调装置。污水源热泵具有热量输出稳定、COP值高、换热效果好、机组结构紧凑等优点，是实现污水资源化的有效途径。②污水源热泵比燃煤锅炉环保，污染物的排放比空气源热泵减少40%以上，比电供热减少70%以上。它节省能源，比电锅炉加热节省2/3以上的电能，比燃煤锅炉节省1/2以上的燃料。
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2.4室内末端系统
室内空调末端设备一般选择卧式暗装风机盘管加以控制，这样才能保持室内空气的清新。通常风机盘管按照房间功能及装修需要进行设计，多数情况选择与房间内适合的风口形式，这种结构在商业建筑中也很适合；考虑到避免动态的热气会在运转中出现异常情况，则处理时需保证风机盘管多数为高静压型。室内水系统的分布则要根据建筑内部结构的实际情况设计，如：空调供、回水管井等，而水管分布集中为异程式布置。对各个供水管上需提供相应的调节装置，这样可以保证回水管上不会发生流量失衡的问题。室内连接水管需要设置在不会影响到装置功能的位置，由此能将整个建筑内部结构美化处理，并保证空调系统作用的发挥。
2.5管道组装及下管
（1）地埋U形管需要在现场实施预组装，组装前，需要将全部材料放置在平坦地面上，地面需要保持清洁，材料不得受到较大的压力，以免产生形变影响管材质量。材料堆放的实际高度不能超过2m，可采用成箱等方法进行堆放，同时做好储存管理工作，避免材料长时间被太阳光照射。
（2）组装过程中，应先对热熔管头进行清理，对管材实施切割时，如果其直径在50mm以内，则需使用旋转切刀；如果直径在50mm以上，则需使用锯弓。组装完成后开始试压，未经试压或试压不合格的管材禁止使用。此外要注意，在回填结束以后，还需对管道进行二次试压，确认合格后在与水平管道连接。对于管道的连接，可选取常用的热熔法，而金属管道可使用法兰连接法。连接过程中必须认真核对各个设备，以免设备不匹配对施工造成影响。
（3）在以上工作完成之后即可进行下管。下管以前，不仅要对管道实施反复冲洗，还要根据相应的标准进行试压。下管时，如果停留的时间较长，会造成不同程度的积压问题，对施工带来很大的麻烦。为确保施工顺利进行，可采用当前较为先进的预制砼导头下井法，其导头直径相对较小，在实际情况中主要借助导头自重进行下井。施工中应注意，不得在地面上大力拖拽管道，以免造成管道曲折，影响后续施工。
（4）下井作业完成以后，根据施工方案的要求，按照2-4m的间隔，使用固定支卡隔开相邻的U形管，以此有效避免热桥效应。除此之外，还需对管道间距实施合理的规划，避免管道紧贴，从而确保施工质量。
2.6地下水热泵
地下水热泵技术是地源热泵技术的重点研究对象。地下水热泵技术之所以能够被广泛应用，其原因有以下几点：第一，地下水热泵技术具有占地的面积小，并且布局严谨的特点。地下水热泵技术对于水井的占地面积要求不是很高，因此，抽取上来的地下水和地下水的回灌不会受到水井所占面积大小的影响。另外，较为严谨的水井系统布局也促进了地下水在抽取和回灌上的效率。第二，地下水热泵技术具有运行成本低的特点。地下水热泵系统所需单位容量的成本非常低，整个暖通空调系统的运行只需要有一口流量很高的井就能实现运行。第三，地下水热泵技术具有系统维护成本低和对环境影响小的特点。地下水热泵循环系统的设计当中合理有效的地下水热泵循环系统设计不仅能够提高系统的运行效率和稳定系统的运行而且还可以忽略对地下水热泵系统的日常维护，从而节约大量的维护成本，与此同时，在地下水的回灌下，地层的含水量基本不会发生变动，这就保证了地下水热泵循环系统在运行当中不会对环境造成破坏。
结束语：
地源热泵技术是一种低位可再生能源技术，相比于电力，使用地源热泵作为建筑暖通空调能量来源，有着清洁、节能的优势，是一种绿色的暖通空调方案，在保护环境和节能减排方面都能够发挥重要作用。
参考文献：
[1]王海.地源热泵技术在矿用集中式暖通空调节能中的应用[J].世界有色金属.2016(19)
[2]王术静.地源热泵技术在暖通空调中的应用[J].住宅与房地产.2017(32)
[3]吕文刚.地源热泵技术在建筑工程暖通领域当中得到的应用[J].城市建设理论研究(电子版).2017(08)
论文作者:银淑明,赵维
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/2
标签：源热泵论文; 地下水论文; 技术论文; 热泵论文; 热源论文; 管道论文; 暖通空调论文; 《防护工程》2018年第18期论文;