暖通空调设计中地源热泵的应用分析论文_马斌

暖通空调设计中地源热泵的应用分析论文_马斌

青海省建筑勘察设计研究院有限公司 青海西宁 810001

摘要:由于当前世界格局的变化,主要能源仍是不可再生能源,随着时代的不断进步,对不可再生能源的需求是愈来愈大,导致不可再生能源越来越少,直至不可再生资源枯竭,所以为了符合社会发展的需要,必须将节能减排贯彻到底。在现有的可再生能源系统中,地源热泵相对来说比较安全可靠,因此地源热泵对于环境以及可再生资源等方面有着不可估量的价值,这使得这类能源在暖通空调中被广泛的应用,这已经为我国暖通空调能源一种发展的主要趋势。笔者针对地源热泵的工作原理及其优势展开了分析与讨论,并且在此基础上提出了地源热泵在高压交流领域中的广泛应用。国论文网/2/vie

关键词:暖通空调;地源热泵;应用

引言

在生活的现阶段,我们对生活环境中的室温,湿度,舒适度等提出了更高的要求。为了满足住宅供暖的需要,提出了中国住宅建筑设计中地源热泵的设计方法。这种方法不仅提供室内供暖,而且不污染周围环境,响应中国的节能减排要求。

一、地源热泵工作原理

(一)地源热泵的定义

地源热泵是指空调系统蒸发器或冷凝器在地下,在工作的过程中与地面进行换热。同时经由一定的媒介在封闭管道中循环流动,将水作为载体在封闭塑料管中流动,从而实现换热调节温度。换句话说,地热能从地球上收集,可以避免使用燃料加热,从而节省能源。即使在缺乏现代能源的情况下,不依赖不可再生能源的暖通空调设计也应该得到广泛的应用。

二、地源热泵的优劣

(一)地源热泵的缺点:

(1)因为居民的环保意识相对来说较为薄弱,大量森林植被遭到人类无节制的砍伐和破坏,同时也由于我们的经济模式分布十分的广泛,大量的生活污水和工业污水已经进入河流和湖泊,这就导致中国严重的水土流失以及土壤的属性急速下降。但土壤性质对地源热泵系统来说是至关重要的,对地源热泵的运行效果具有相当的影响。所以在设计地源热泵时,必须对当地土壤的状况进行彻底调查,以确保最终取得的成果符合人们的要求。

(2)由于人们对供暖和制冷有着不同的要求,地下的换热器和热泵难以达到理想的匹配。20世纪90年代以来,关于地热的研究一直将中心放到了对地热能转换器的原理上。在目前的研究阶段,更多的研究方向是传热,传质模型以及其他传热的情况。

(3)地源热泵技术等技术合作问题。地源热泵技术的实施手段是通过暖通空调技术和钻井技术实现的,这就要求施工组织,设计和工程技术人员必须能够协调施工过程中的所有工作,并做好经济和技术分析。

(二)地源热泵的优势

在该地区的地源热泵中,比较常用的热泵是机械压缩热泵、吸收式热泵、蒸汽喷射热泵以及热电热泵。地源热泵在其工作中具有很大的优势。在地源热泵运行的过程中,机械压缩吸收和蒸汽注入热泵需要我们提供专业的技术指导和培训,需要大量的操作和安装人员对其素质和技术进行培训。这需要强烈的责任感和高水平的专业知识,准确的数据判断和错误最小化。在对热电泵的工作系统的研究中,进行了长期的探索以及实验,设计了一种不排放废气的工作方法,这不仅仅可以避免对环境的污染,而且还能够使周围居民免于噪音污染,同时也减少了对居住环境的空气污染。

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三、地源热泵系统在暖通空调设计中的应用

尽管地源热泵系统具有很高的节能和环保效益,但在实际的建筑设计中却是难以被使用的,原因是其往往受到诸多的外部条件的限制,所以地源热泵并不适用于所有暖通空调系统。例如,在城市中心的设计中,建筑面积为8000。,在土壤结构中,沙子位于地下90多米处,由于这些地质条件的钻探成本较低,在这样的情况下地源热泵系统将会有很好的效果。因此,地源热泵在暖通空调领域的应用必须根据实际情况进行设计。

(一)热能不足

当地球不能满足建筑物的供暖需求时,这就需要人类进行一系列的操作,实际上就是需要增加一些辅助加热装置,使整个建筑物内的温度能够达到人们相对满意的温度。应在夏季添加辅助制冷设备以满足制冷要求。然而,由于设备的增加可能会导致其运行成本的上涨,因此需要进行一些计算以确定地源加热是否比较合理。例如,某一大酒店的建筑面积约为21000,热源热泵转换前使用的设备主要包括冷却设备和燃煤设备。然而这冷却设备和燃煤设备效率非常的低,在实际中的应用实在是无法达到预期的效果,为此,对地源热泵进行了修改。由于夏季天气比较热,在土壤中储存更多的热量,以备在冬季时进行使用;反之,在冬季在也能将多余的冷能量存储在土壤中,方便在夏季进行使用;这样做了之后就会极大地降低对夏季空调和冬季燃煤设备的使用造成的一系列后果,这将大大降低酒店的能源消耗并减少酒店的排放量。当上述的情况由于种种原因不能被满足时,我们还能够采用地埋管设计方法为系统增加制冷设备,这样做不仅仅提高了使用效率,而且也满足了实际需要。

(二)对于机组进行正确的选择

在选择机组时,必须选择适应地源热泵系统的类型。由于市场上有各种类型的机组,但是对于其并没有制定统一的标准和技术规范,这将使对机组的选择相对来说变得容易。因此,选择机组时需要知道什么类型的地源热泵系统这是十分必要的。例如,对于开放式地源热泵暖通空调系统的机组选型,就不能选择水循环热泵机组进行使用,否则就会导致整个系统在夏季的应用中其产生的效果将非常的差,因此不能对其进行盲目的选择,需要根据实际情况进行选择。

(三)能源效率和性能系数的选择

地源热泵在暖通空调系统中的合理使用,不只是有效的提高能源利用效率,而且还能够产生对环境产生一定的保护。由于要提高能源的利用率以及保护环境,这就使得对其性能和参数的要求变得非常的苛刻。但是因为国家并没有制定统一的标准,所以厂与厂之间在生产该设备时也就没有确定的标准,所以其性能和参数都不尽相同,这就要求相关的技术人员在进行设计时必须考虑实际情况,尽可能的选择符合实际情况的设备。例如,某市的一家工厂生产出来的设备,虽然其热力系数介于4.6和7.1之间,但是这却意味着实际制冷时效只有0.66吨,然而大的竟能达到30吨,这就有很大的不同。由于制造商的标准不同,导致在不一致的标准中使用的算法就不同,结果就更不可能相同了,这就导致了不同项目所需的值是不同的。

结语

简而言之,我们的生活环境与我们所有人都密切相关,因此我们必须努力在整个系统的设计中尽可能的表现出色。随着科学技术的发展,我国建筑水平的也在逐步的提升,暖通空调室内设计也在迅速发展。这种方式不仅符合我们的要求,而且符合我们的环保理念和节能减排目标。地源热泵有一定的局限性和不足,必须进行深入的研究,希望取得突破性的进步,并且解决其不足和局限性,目的在于提高我国建设水平以及促使环境越来越好。

参考文献

[1]罗迎宾,梁路军,季柳金,等.地源热泵在水产养殖恒温系统中的应用研究[J].现中国建设信息供热制冷,2010,19(1);622-623.

[2]胡滨.暖通空调设计中地源热泵的应用[J].城市建设理论研究,2011,19(19);42-45.

论文作者:马斌

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第16期

论文发表时间:2018/10/31

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