摘要：现如今，人们十分看重居住环境。安装暖通空调，不仅可以供暖，还可以调节室内空气，使人们生活得更加舒适。暖通空调设计形式多样，以往的设计使用比较广泛的是空气源热泵，但地源热泵比空气源热泵更具优势，比如它更具经济效益，采暖质量更高。因此，地源热泵取代了空气源热泵的地位，得到了广泛的应用。本文以地源热泵为研究对象，对其优势进行了深入分析，探讨了地源热泵在暖通空调设计中应用情况。
关键词：地源热泵；暖通空调；设计
人们追求更高品质的生活。对于居住空间而言，不仅要宽敞明亮，而且要能根据需要随时调节室内温度，控制空气流通，以保证居住的舒适。基于此，许多建设项目的重点是暖通空调的设计和安装。然而，由于暖通空调能耗巨大，会造成巨大的环境破坏，这违背了我国当前可持续发展的战略目标。在建筑工作中应尽可能使用清洁、可再生的能源。合理利用地源热泵，既可以节约能源，又能保护生态环境。本文以地源热泵为例，先分析了它的优势，然后详细分析了它在暖通空调设计中的运用情况。
1地源热泵的优势
1.1显著的经济效益
地源热泵，其冷却系统在工作过程中冷凝温度是非常低的，这是地源热泵优于普通空调的地方。同时，与传统的风冷系统或冷却塔系统相比，地源热泵的制冷效果更突出。已有研究表明，地源热泵与其他空调相比，最突出的特点就是经济性能好。无论是供热还是制冷，其运行成本都比普通空调低。有的运行成本只是普通空调的一半甚至是三分之一。所以可以这样，地源热泵最大的优点就是非常节能。
1.2维护费用相对较低
对于热泵系统来说，其构件数量和其他系统相比少很多，所以它的维护成本没有其他系统的成本高。因为该系统不会暴露在外，不会经历风雨，受自然因素的影响比较小。它一般深埋在地下或者安装在室内，因此组件不易受到损坏。它的机组排列十分紧凑，所占空间比较小，使用的寿命比较长，且非常可靠。而且，它的自动化程度高，不需要专人值守，不需要进行远程管理，也无需为它雇佣专门的管理人员。
1.3污染小
在污染物排放量方面，地源热泵的排放量比空气源热泵的少38%左右。和电供暖相比，它的污染物排放量比电供暖少了70%。地源热泵达到了节能减排的效果，能够最大限度地减少能源浪费和废气排放。
1.4维持生态环境平衡
夏天，地缘热泵会把室内的热量输送到地下。冬天时，系统又将地下的热量输送到室内，这样减少了对环境的能量排放，在一定程度上维持了生态环境的平衡。
1.5节省空间
由于地源热泵不需要太多的设备，占地面积少，其外观比较美观，因此有一定的额外经济效益。自然能源是地源热泵系统的主要能量来源。它不排放任何废水或废渣，是一种非常理想的“绿色空调”。从目前的情况来看，地源热泵被认为是最环保、最有效的供热制冷系统。除此之外，它的适用性强，无论在寒冷地区还是热带地区，都可以得到广泛的应用。现如今，很多大厦、学校、商场和医院都在使用地源热泵。
2地源热泵在暖通空调设计中的应用
2.1大地耦合热泵
大地耦合热泵还有一个名称，那就是土壤热交换器地源热泵。之所以有后面这个名称，是因为它的热源是地表浅层的土壤。通过耦合性交换地热器，以U型管的形式放置在竖井里，或是在地沟中水平地放置。无论是哪种放置方式，它都会连接水环路保护系统。和传统的热泵不同，大地耦合热泵更具优势，具体体现在：（1）地下的土壤，其温度不会有很大的波动，而地面和地表里的空气，其波动呈现这样一种规律，就是衰减和挥延迟，这样为大地耦合热泵的平稳运行创造了条件。（2）热源或热汇是土壤，不需要设置锅炉和冷却塔，不会造成人为的环境污染。（3）和太阳能集热器协同工作，借助土壤的放热和蓄热功能，达到较好的降温和取暖效果。大地耦合热泵在实际应用过程中，需要选择与之适应的土壤。从目前大地耦合热泵的现状来看，主要分为两种，一种是水平型，一种是垂直型。技术人员应该结合建筑的实际情况来选择适合的类型。相比于水平型的，垂直型的应用得十分广泛。同时，要选择合适的地下换热器管材。由于管道埋藏较深，从系统运行的稳定性和可靠性的角度来看，要求管材具有良好的化学性能和耐腐蚀性，并具有一定的强度和韧性。
2.2地下水热泵
图1地下水系统
地下的深井水温低且比较稳定，地下水热泵系统就是利用地下的深井水来运作的。地下水热泵的主要优点是它的面积相对较小，而且运行效果显著，如果经过合理的设计，那么系统不容易出现故障，而且系统不需要专门进行维护，同时施工相对简单，技术相对成熟。在地下水热泵的应用过程中，地下水开采后必须进行相应的补给，防止对周围的地理生态环境造成不利影响。
2.3地表水热泵
图2 地表水系统
地表水热泵和地下水热泵的相似性特征有很多，但区别在于地表水热泵的主要构件是塑料管道，它们潜藏在水下面，具有多重性等特点。
地表水热泵在运行过程中会形成一种地下水热交换系统，这种系统可以替代土壤热交换系统。在暖通空调系统设计过程中，如果是安装地表水热泵，那么必须把建筑物和管道连接起来，以保证地表水热泵在一定程度上能够稳定运行。另外，在实际运用地表水热泵时，应该考虑和分析一下该区域周围的环境条件，针对环境条件而做一些处理。如果当地比较潮湿，冬天气温比较低，即要进行防潮、防冻处理，从而减少气候因素造成的不利影响。
3结语
总之，未来的建筑业会更加的高效和节能。暖通空调设计是建筑设计中非常重要的一环，必须高度重视，设计是否合理将直接影响到室内环境的工作和生活的舒适性。因此，设计人员必须从思想上高度重视，认真地做好暖通空调的设计工作。地源热泵系统优点诸多，且系统运行稳定，因而应用得十分广泛。它既能够起到节能减排的作用，又能在一定程度上促进建筑行业的可持续发展。
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论文作者:敬辉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
标签：源热泵论文; 热泵论文; 系统论文; 地表水论文; 暖通空调论文; 地下水论文; 土壤论文; 《基层建设》2019年第17期论文;