摘要：随着科技的进步，我国暖通空调技术越来越先进。暖通空调是在时下应用较广的一种用于采暖、通风和空气调节工作的一项现代化技术，其工作重点是保证相关系统的正常运行。控制其能源的消耗问题，在新时代的发展中有着十分重要的意义，是现代社会有序发展的重点工作，国家及社会组织对相关技术的发展也十分重视。
关键词：地源热泵技术；暖通空调；应用
引言
伴随我国国民经济的快速增长，节能减排已经成为各个行业发展的重要问题。在暖通空调节能方面，地源热泵系统因其良好的环保、节能特性得到了大力推广。但在系统具体运作过程中，相比冬季由土壤内吸收热量，夏季排放到土壤内热量过大的情况下，极易出现热堆积效应，进而增加土壤温度，导致地源热泵系统换热温差与稳定数值之间产生偏差，因土壤温度持续增加，将严重影响机组及制冷效率，为此，如何解决热堆积问题，对地源热泵系统运行正常影响巨大。冷却塔复合式地源热泵系统的应用，能够有效结合使用地源热泵、冷却塔两种系统形式，此方式可对地源热泵系统运行缺陷进行有效改善，同时，还能有效控制地埋管用量，降低占地面积，对地埋管全面放热量、吸热量进行充分平整。为此，冷却塔复合式地源热泵系统在暖通空调节能中得到了广泛应用。
1地源热泵技术概述
1.1工作原理
在应用地源热泵技术的暖通空调系统中，将空调系统的热交换器放置于地下，介质在强度高、密封性好的环路中持续流动，从而实现系统与土壤间的热量交换。夏季，地源热泵机组将从建筑中吸收的热能转移到地下，实现建筑降温；冬季，地源热泵将土壤中的热量转移到建筑当中，提高建筑环境温度的同时将其内部冷量转移到土壤当中。由于自然环境中的热量一般都是从高温向低温转移，而通过使用热泵能够将热量从低温输送到高温，本质上就是一类热量提升装置。通过对环境中已有的热量进行充分利用，提升温位后扩大其利用率，加之地源热泵系统自身的能耗有限，同时可以利用外部电能来补充压缩机所消耗的功，促进系统中的循环介质能够从低温持续吸收热量，然后向高温区域进行供热，确保系统能够持续循环而不间断。地源热泵与制冷系统的原理、设备几乎相同，但相较于传统压缩制冷，地源热泵制冷不需要庞大的冷凝设备。
1.2特点
第一，利用可再生能源。地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。第二，具有环保节能优势。地源热泵属经济有效的节能系统，其地源热泵的COP值达到了4以上，也就是说消耗1KWh的能量，用户可得到4KWh以上的热量或冷；地源热泵环境效益显著。其装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。第三，维护成本低。地源热泵部件主要布置在地下或是室内，且内部的机械运动部件比较少，因而其耐久性较强，且其机组支持无人值守、自动化水平高、结构较为紧凑、平均寿命高，因而其维护成本较低。
2暖通空调中地源热泵的应用
2.1针对地源热泵系统形式的选择
地源热泵系统中一般不采用闭式环路形式，主要是由于该种形式的地源热泵系统虽然免除了冷却塔的功耗，但是系统中的冷却介质、土壤、水体三者之间存在传热温差，而且机组冷却水温虽然低于冷却塔出水温度，整体的能效高于使用冷却塔的冷水机组，但是系统中的地下、水中埋管投资较大，空调年运行周期较短，投资回收周期较长。对于地源侧的水通过热交换器从土壤中进行热量吸收较为容易，反之向土壤中放热难度较高，存在暖通空调系统运营期间由于机组的高压保护起作用而自动停机的情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种情况下可以选择高能效比的常规冷水机组，通过系统中的冷却塔向外部进行热量排放。而在这种情况下，闭式环路的地源热泵系统更适用于有冷、热负荷需求的系统类型，对于开式环路形式的地源热泵系统能够更好的适应于单冷或冷暖空调系统。
2.2空调方案
为了显著优化暖通空调运行方案的经济性及能源利用率，在建筑中不仅有满足个性化需求的电梯机房及消防等房间，而且其他房间都应设计成空调集中方案。一般情况下，地埋管热泵空调的最末端设计方案与一般暖通空调完全相同，在地埋管中的地源热泵相关设计中，换热器占据核心地位，应结合建筑的具体规模合理确定地埋管钻井的长度与数量，并合理规划钻井的分布情况。在暖通空调的施工范围内对其换热性能进行有效测试，并科学计算其钻孔的换热量，从而对钻井单位的换热能力进行全面了解，通常来讲可选择双 U 换热器，结合供热总需求对钻井数进行计算。计算公式为：钻孔数=（1000×地埋管热负荷）/（现场换热性能测试单位钻孔深度换热量×钻孔深度）。结合计算结果与经验，合理确定井直径、间距、有效埋深及井深等参数，在布置钻井的过程中应有效利用周边的绿化带，设计出梅花状方案，与制冷机房连接在一起，把地源分水器与测集水器在制冷剂房中布置均匀，用同程设计的方法设计全部钻井支路，保证每一个制度中都具有平衡的水压，支路总管需要通过穿墙方式进入机房依次廉洁分水器与集水器。卫生水的热回收系统。当前，我国在研究空调热回收技术方面的成果已经有了很大成效，借助热回收机组，把冷却水内的热量都集合在一起，用以生产、生活热水加热或预热，可实现充分利用热量的同时，还可减小空调热污染。将低温用水热交换应用到回收热中可显著提高热交换有效性，即便是在高温水加热中应用回收热，与小锅炉加热相比总功耗要小很多。将热回收技术应用到地源热泵暖通空调中，不仅可给冷水预热，而且还可用于地热补偿，把余热导入地下，以便对地热损失进行及时补偿，从而缩小地热间的不平衡，可显著降低散热设备自身的设计容量。
2.3高层建筑体系需要综合考虑多方条件
高层建筑的暖通空调系统中运用地源热泵技术时，需要考虑建筑内部空调系统的控制，是否属于分层分区控制。若地源侧垂直埋管时就需要考虑埋管耐压，其垂直埋深要进行合理控制；同时要注意建筑高度，避免由于建筑高度造成的系统静压超出系统管线的额定压力。综合多种因素进行考虑，与地下水静压抵压作用后，系统中的垂直埋管能够适应更高的建筑。对于高度较大的建筑，可以通过在地源侧使用板式换热器的方式进行高低压分区，类似于中央空调在高层建筑中对冷媒水系统的高低压分区，或者在一定区域当中不进行分区管控，通过在低层设置的水地源热泵机组，由系统末端设备向高层区域集中提供冷（热）媒介质。
2.4空调机组能效和性能需要重点关注
建设单位、设计单位进行机组选择的时候，要针对所选择的产品的能效比、性能等参数进行比较、评价，针对同一厂家、同一系列、不同规格的空调机组，在工况不同的情况下，其能效比和性能系数都会存在较大差异，并且厂家标注的能效比和性能系数，可能是在不同工况下测定而来的，造成空调机组实际运营的情况下能效比和性能系数会相对给出的参数出现较大波动或变化。
结语
伴随着我国经济社会的不断发展，着眼于时下经济发展的形势，能源短缺的问题不仅在我国出现，在国际社会都是一个较为棘手的问题，一种清洁可再生能源技术，是时下各个国家研究的热门。暖通空调作为一种新型的空调系统，相关的技术十分符合时下节能环保的原则，地源热泵技术的应用，使得暖通空调的环保、节能、高效的特点，进一步的被扩大，相关技术的应用工作得到我国政府以及行业内部的广泛关注。
参考文献：
[1]张成方.暖通空调设计标准中地源热泵的应用分析[J].中国标准化，2017（22）：140-141.
[2]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）：161，163.
论文作者:张淑峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/24
标签：源热泵论文; 系统论文; 热量论文; 暖通空调论文; 机组论文; 土壤论文; 技术论文; 《基层建设》2019年第2期论文;