探究暖通空调节能中地源热泵技术的应用论文_刘晶

探究暖通空调节能中地源热泵技术的应用论文_刘晶

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摘要:地源热泵技术是一种无污染、高利用价值的制冷和供热系统,主要工作原理就是利用浅层岩体的储热储冷的能力来对建筑物进行制冷和供暖。大量的研究实践表明,将地源热泵技术应用到暖通空调运行中,可实现节能的目的,有利于暖通空调的可持续发展。本文就暖通空调节能中地源热泵技术的应用策略,进行了细致的研究。

关键词:暖通空调;节能;地源热泵技术;应用

引言

我国针对地源热泵空调展开的各个层面相关研究工作,早在上个世纪八十年代的时候就已经处于不断发展的状态之上,近些年以来我国地源热泵行业发展进程向前推进的速度得到了大幅度的提升。人们的环保、节能意识水平呈现出来一种不断提升的态势,建筑物也逐渐向着节能化的方向转变,因此我国社会各个行业中的相关人士逐渐予以了地热能源供热制冷问题充分的重视。之所以会呈现出来这样一种态势,是因为地源热泵空调实际应用的过程中,不单单可以使得资源破坏问题以及环境污染问题出现的几率得到有效的控制,与此同时也可以在对可循环利用能源加以一定程度的应用的基础上,使得以往暖通空调系统实际运行的过程中产生的不可再生能源消耗问题得到有效的控制。现阶段我国地源热泵技术措施的应用水平比较高,与此同时科研力量也较为充足,因此地源热泵技术措施的发展前景显得较为广泛。

1.地源热泵技术措施的原理

地源热泵技术措施在实际应用的过程中将位于地表浅层当中的地热资源当成是制冷及制热的过程中使用到的能源,并在此基础之上开展能量转换工作的暖通空调系统,这一项技术措施在实际应用的过程中不会受到地域和地源的限制,呈现出来一种无所不在的态势。地源热泵技术措施实际应用的过程中消耗的能源几乎是无尽的,这种位于地表浅层当中的能源隶属于清洁型和可再生能源包含的范围之内。在一年四季当中位于地表浅层当中的地热资源都呈现出来一种较为稳定的态势,在冬季的情况之下位于地表浅层当中的能源比环境温度高,在夏季的时候位于地表浅层当中的能源比环境温度低,从而也就可以在实际应用的过程中发挥出来较为重要的作用。因为这种能源具有一定的温度特性,所以地源热泵暖通空调系统实际运行的过程中展现出来的运行效率要比传统型的暖通空调系统高出40%之上。

2.地源热泵的特点

所谓地源热泵技术是指通过少量高品位能源(电能等)将陆地浅层低品位能源转化为高品位能源的技术。地源热泵分为土壤源热泵、地下水热泵、地表水热泵等三类,属于清洁能源的一种。该技术运用于暖通空调当中主要分为热泵机组、室外地能换热系统以及室内空调末端系统三个部分,能够实现调节室内温度,实现冷热交替的功能。同时,暖通空调中运用地源热泵技术不但能够提高工作效率,还能节约大部分能源,减少温室气体的排放,实现节能减排的效果,进一步提高企业的经济效应,响应国家可持续发展策略。

2.1地源热泵的优点

地源热是一种清洁能源,具有环保、高效等优点,地源热泵技术运用于暖通空调中,不但能够节约能源,还能减少温室气体的排放,实现环保,是一种节能环保的全新能源技术。吸收式、热电式、机械压缩式、蒸汽喷射式是地源热泵常见的四种驱动方式。热电式地源热泵经过多年的技术发展,在暖通空调工作过程中排放出来的气体不会污染周围环境,同时,在工作过程中,产生的噪音极小,减少噪音污染。相较于热电式泵而言,吸收式、机械压缩式以及蒸汽喷射式所需的专业性更高,不但需要员工具备较高的专业素质,同时,员工在工作过程中,还需拥有细致缜密的思维及态度,保持准确性。

2.2地源热泵的缺点

地源热泵主要依靠地下能源的支持,因此,对土壤的要求较高。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是,近年来,随着城市化的发展,环境破坏和污染现象较为严重,大量植被遭砍伐、未经处理的污水肆意排放,严重降低了土壤的质量,各种地质灾害也在频繁发生。这些情况局限了地源热泵技术的发展,也给技术人员的工作增加了不小的难度。此外,由于我国目前热泵系统与地下换热器的配合研究不够透彻,技术不完善,对传热模式和传质依赖比较严重,再一次对技术人员提出了更高的技术要求。

3.地源热泵技术在暖通空调节能中的应用

3.1地源热泵暖通空调的主要形式

地表水源、地下水源、土壤源是地源热泵的三个主要热量来源,首先,地表水源是利用地表水作为供热来源,实现供热。地表水源有两种循环模式:开式循环和闭式循环。开式循环是指直接将江河湖海等地表水抽取进行热交换,而闭式循环则需使用水盘管。其次,地下水源。地下水源是利用地下水作为供热来源,实现供热。其工作原理是利用热泵机组以及换热器将抽取的地下水释放或提取热量后,重新送回地下,实现热能的循环利用。值得注意的是,由于地下水是地球上重要的水资源,抽取时需要较高的技术,因此在进行地下水热泵时,不但要征得当地政府的同意,还必须制定完善的回灌方案。第三,土壤源。土壤源是利用土壤热泵系统实现供热。其工作原理是,选取水作为传热媒介,实现热泵机组与土壤内部换热管道的循环流动,从而实现热能交换。

3.2暖通空调方案

地源热泵技术运用于暖通空调当中包括:地埋管换热器、热回收卫生水系统两个主要部分。首先,地埋管换热器。地埋管换热器是提高能源利用率,实现更好的经济利益的一种手段。在暖通空调当中,换热器属于核心内容,也是地源热泵技术运用于暖通空调的关键。在设计地埋管换热器时,应该根据建筑物实际情况进行合理布设,以实现工作效率的最大化。其次,热回收卫生水系统。暖通空调在工作过程中,往往需要利用水做媒介,热回收卫生水系统就是将冷却水中的能量利用热收回机组收集起来,再将这些能量运用于日常生活当中,实现能量的循环利用。

3.3冷却塔运行策略

所谓冷却塔就是缓解地热不平衡的辅助冷源。由于地下能源变化较大,通常难以控制,在提取的过程中,往往会出现地热不平衡的现象,这种现象将会导致暖通空调工作效率不稳地,从而影响暖通空调的正常使用。因此,在运用地源热泵技术时,往往需要使用冷却塔来缓解地热不平衡现象。为了进一步提高冷却塔的工作效率,首先,需要根据设备的型号,选取合适的冷却塔。其次,在运用冷却塔时,需要制定一定的启停策略。

4.结束语

总而言之,地源热泵技术措施在我国范围之内隶属于先进的技术措施包含的范围之内,在实际应用的过程中需要得到相应技术人员的支持,并将与之相对应的勘测、设计以及施工阶段中的工作妥善的完成,以此为基础才可以使得这一项技术措施在实际应用的过程中将各项性能充分的发挥出来,进而也就可以让地源热泵技术措施在今后实际应用的过程中发挥出来更为重要的作用。

参考文献:

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论文作者:刘晶

论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期

论文发表时间:2018/3/15

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