摘要：现阶段我国提出了绿色发展及可持续发展的战略，对于地源热泵系统而言，其环保效益及节能性已经引起了人们的高度重视与关注。通过对我国某地区某一办公楼地下水地源热泵系统的年节能量、系统能效比以及机组性能系数、粉尘减排量以及年SO2、CO2进行分析，并且与我国“十二五”期间浅层地热项目基本内容相结合，通过深入的探讨与分析得出，浅层地热项目很大程度上实现了大量资源的节约，同时实现了二氧化硫、二氧化碳以及粉尘排放的有效减少，对于PM2.5以及PM10的产生实现了有效控制，有利于雾霾天气的减少，对良好生活环境的创造产生了积极促进作用。
关键词：环保效益；节能；地缘热泵系统；效果测试；地质条件
随着经济社会的飞跃发展，人们对自然资源提出了越来越高的需求，人们开发力度的增强很大程度上造成了多种环境问题的出现。上个世纪四十年代出现了美国洛杉矶的烟雾事件，且上个世纪五十年代在伦敦发生了煤烟性烟雾事件，现阶段我国多个城市都出现了极为严重的恶心雾霾天气，这些情况的出现原因追根溯源，可以说是由于人们粗放利用自然资源而造成的恶性环境问题[1]。现阶段因为人们人口数量庞大且经济得到了飞跃发展，在各领域及各行业发展过程中能源短缺问题已经成为十分显著的问题，我国人口数量约占全世界人口的五分之一，但是已经探测到的煤炭储量只占据整个世界储量的百分之十一，天然气只占据百分之一点二，石油占据百分之二点四，人均煤炭资源低于世界平均水平的二分之一。在多种能源消耗过程中，如果不考虑生产能耗及工业能耗的基础上，其中能耗所占比重最大的当属于建筑行业。现阶段因为建筑规模与数量的不断扩大与增加，加上制冷及采暖等多种电器大量的应用，造成建筑工程用能的进一步增加。为了最大程度上降低能源消耗，相关部门必须加强建筑工程能源消耗的改善，其关键性环节就是改造建筑制冷设备与供暖设备的使用，因此地源热泵系统应运而生并得到了良好的应用，不会对生态环境产生污染，还能够降低对传统化石能源的消耗，受到了广大人民群众的青睐[2]。
一、工程概况以及工程场所周边地质条件的探讨
（一）工程概况
该办公楼位于我国湖北省，建筑面积为12027.23平方米，办公楼总共六层，其中三至六成为办公区域，一层二层为商铺区域，该办公楼中是由办公部分有中央空调系统的设置，商铺区域有部分商户进行分体空调的自行安装。其中中央空调系统面积总共约为5214平方米，主要应用的是地热源泵系统，通过冷负荷计算能够指导空调冷负荷指标为141.20W/m2，冷负荷为653kW。
（二）场地地质条件
首先，水文地质条件。通过深入调查建筑周围资源条件能够得出，该地区具有较为单一的水文地质条件，含水层为卵石以及第四系全新统粉细砂共同构成的空隙承压含水层，相对于隔水层而言其上覆是粘土，一般情况下厚度设置为十五米至十七米范围内，含水层承压性较强，静止水位埋深为四点五米左右，该项目的含水层厚度、含水层深度以及含水层的砂层粒度等均处于技术经济的可行范围内[3]。其次，试验井数据。工程施工前期进行了两口试验井的打造，其孔径均为700mm，一号井为82m，二号井为85m，进行了四个落程稳定流抽水回灌试验，对单井的涌水量给予准确确定。并且通过对试验结果的深入分析，井的影响半径为208.23m，且含水层综合渗透性系数为2.51m/d，并且分析水井含砂量及水质得出，地下水温度为18.51摄氏度。
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二、地源热泵系统节能及环保效益的工程设计与测试分析
（一）工程设计探讨
相关工作人员严格按照项目周围场地水文地质条件的勘察结果，最终选择两台螺杆式地源热泵机组，并且确保每组机组的282.23kW的额定制冷量，并且401.34kW是额定制热量。应用两管制一次泵闭式循环系统设置为空调水系统，并且在夏季阶段设置空调的供回温度为八摄氏度至十二摄氏度范围内，而供回水温度在冬季设置为四十五摄氏度至五十摄氏度范围内，选择三台冷冻水泵，其中应用两台，另一台作为备用，并且扬程设置为三十米，水泵流量设置为每小时八十立方米[4]。按照四口井进行地下水设计，三回一取，能够交换性的使用，经水源热泵机组将抽取的地下水置换热量或冷量后全部密闭回灌到同一含水层。按照长方形的形状进行四口井的布置，期间间距为四十米至五十米范围内，设置四台深井水泵，三回一取，扬程设置为五十米，水泵流量设置为每小时八十立方米。
（二）运行效果测试
首先，制冷性能系数。在机组正常运作之后，机组用户所检测的平均流量为每小时90.23立方米，进水温度为11.03摄氏度，出口温度为13.04摄氏度，并且平均功率为51.34kW，制冷性能系数为5.21。其次，制热性能系数。机组正常运作之后，机组用户所检测的平均流量为每小时86.34立方米，进水温度为42.10摄氏度，出口温度为40.03摄氏度，并且平均功率为60.11kW，制冷性能系数为4.37[5]。再次，制冷能效比。系统用户所检测的平均流量为每小时90立方米，进水温度为11.31摄氏度，出口温度为13.52摄氏度，系统总制冷量为8001.20kWh，并且水泵及机组总耗电量为2201.42 kWh，计算热泵系统制冷能效比为3.50。最后，制热能效比。系统用户所检测的平均流量为每小时89.54立方米，进水温度为42.13摄氏度，出口温度为36.84摄氏度，系统总制热量为9142.32kWh，并且水泵及机组总耗电量为1857.62 kWh，计算热泵系统制热能效比为3.42。冬季耗电量为54584.53kWh，以电能与一次能源的转换效率取为0.31，折合成一次能源为16.82吨[6]。夏季耗电量为98127.52kWh，以电能与一次能源的转换效率取为0.31，折合成一次能源为30.212吨。则热泵系统每年的节能量为：30.13-21.76=8.37吨。
结语
综上所述，文章主要围绕着工程概况以及工程场所周边地质条件的探讨、地源热泵系统节能及环保效益的工程设计与测试分析两个方面展开了探讨，目的是为了进一步提升地源热泵系统测试结果准确性的提升，切实减少社会发展过程中的粉尘、二氧化硫以及二氧化碳等多种物质的排放，分析总结其环保效益与节能效果，最大程度上推动我国经济发展的同时保护自然生态环境。
参考文献：
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[3]康书硕，李洪强，蔡博，霍培娜，朱彩侠，张国强.分布式能源系统与地源热泵耦合的系统研究[J].工程热物理学报，2013，34（05）：817-821.
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[5]陈焰华，於仲义，马利英，胡平放，孙启明，刘红卫，杨柳.武汉地区地源热泵系统的应用调研与发展前景分析[J].暖通空调，2009，39（06）：1-5.
[6]江章宁，胡平放，雷飞，孙启明，许杨，於仲义，孟庆丰，马友才.地埋管地源热泵系统冬季运行测试研究[J].暖通空调，2009，39（03）：115-118.
论文作者:黎阳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/18
标签：系统论文; 摄氏度论文; 含水层论文; 源热泵论文; 机组论文; 温度论文; 量为论文; 《基层建设》2018年第23期论文;