摘要:随着我国经济建设的不断发展,人们的生活质量水平在提高的同时也加剧了环境的恶化速度,这也使得人们逐渐认识到了节能环保的重要性。在我国一些供暖地区,暖通使人们生活的必需品,同时也是人们过冬的重要保障,但是因为传统的暖通消耗相对比较大,并且运行的成本也是相对比较高的,所以这也在一定程度上加大了人们的经济压力。随着我国地源热泵技术的产生应用,在我国暖通空调方面取得了非常广泛的应用,这也在一定程度上促使了我国暖通工程的进一步发展。本文详细介绍了地源热泵技术的主要应用特点,同时与一些相对比较传统的暖通技术进行了较为全面的分析对比,从多个方面多个角度详细探讨了地源热泵技术在暖通空调设计过程中的主要应用方法,希望能够以此来进一步促进我国暖通工程的发展。
关键词:暖通工程;地源热泵;应用;发展
1.地源热泵技术的主要特点
地源热泵技术充分利用了自然的清洁能源,对于建筑工程的相关建设区域的地质条件也进行了充分的利用。通过地源热泵技术的应用也在一定程度上节约了暖通空调系统在实际的运行阶段对于电能方面的损耗,为我居民营造了更加舒适的居住环境。
地源热泵技术充分利用了土壤以及地下水的能量,使得空调使用阶段的温度交替等多个方面变得更加的合理,这样一来,建筑物在使用以及排放方面也被控制在了一定合理的范围内,对于环境而言并不会造成太过严重的污染。在地源热泵技术的应用阶段,还是存在一定程度能源运用形式不合理的情况,这也严重影响了暖通空调自身相关功能的实现。如果能够在设计阶段对其进行相关的优化工作,则就会对建设任务起到非常重要的防护作用。在实际的应用过程中,主要是将传统空调的蒸发皿或者是冷凝皿埋入至地下,这样利用中间的介质,在相对比较封闭的环路中经过打开自身的循环流动,实现了热交换的作用,与普通的空调系统相比,地源热泵技术的热能主要来自大地,所以也具备能耗相对较低的作用。
1.1 地源热泵技术的清洁性
地源热泵技术的应用使得能源消耗问题得到了相对有效的控制,同时也使得暖通的效果变得更加理想,不会影响到相关建设计划的稳步进行。自然能源并不是通过煤炭获得的能源,完全符合清洁能源的相关标准,进而辅助能源的消耗转向更为清洁。空调的组成模块也得到了简化,对于相关的外挂部分可以进行省去,这样一来电量的消耗也就明显的减少了,对于系统的管理控制方面的方式也就发生了相对比较大的转变,对于不合理的情况也可以采用有效的处理方式进行控制,这也能够很大程度的提升设计阶段的能源损耗治理相关技术的应用效果。
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1.2地源热泵技术的能效性
从我国目前阶段的发展状况来看,地源热泵技术在实际的应用过程中对于能源的利用效率是非常高的,在冬季可以将室内的温度维持在一定的范围内,明显高于一般情况的室内温度,在供热的过程中也可以全面提升热泵在循环状态下的蒸发温度,这对于全面提升整个地源热泵系统自身的能效方面是非常重要的。
1.3 地源热泵技术的经济性
地源热泵技术在从暖通空调安装直至投入实用阶段,能够实现资金投入的有效的控制。与传统的技术相比,地源热泵技术的成本节约还是比较明显的,同时也不会导致暖通效率下降的情况发生。对于能源的损耗也能够进行有效的节约,可以将电能转化为效率更高的制冷能源,这样一来就不会影响到使用的制冷以及相关的供暖效果,所以地源热泵技术的应用得到了非常广泛的作用,同时也在一定程度上节约了一定程度的经济效果。
1.4 地源热泵技术的可靠性
地源热泵技术的应用可以有效维持暖通的平衡性,这样一来就不会出现管理混乱的情况发生,同时也可以适应多种安装技术,对于初期的检测勘察的调节性也较为灵活。目前的技术已经能够做到对环境变化影响的预防控制,帮助暖通空调维护人员掌握技术要点。在地源热泵系统中,对于系统的管理和控制全部都是由计算机进行的,这样一来就可以有效保证系统在多种公开运行状态下的稳定性,也更方便相关的管理人员进行远程的控制调节,这也在一定程度上提高了工作的效率。
1.5 地源热泵技术的稳定性
地源热泵技术最为主要的应用特点就是稳定性,其可以在任何因素的影响下保证热源自身温度的稳定性,将其控制在10-25℃的温度区间内,制冷和供热系统也可以维持在3.5~4.4之间,与普通的空调系统相比,更具稳定性。
2.地源热泵在暖通设计中的应用
建筑工程的设计阶段越来越注重对于居民舒适度的设计优化工作,暖通系统也同样是需要被重点优化的部分,暖通空调系统也因此得到了较为广泛的应用。暖通空调系统可以通过对室内温度和空气的调节,为人们提供更加舒适的室内空间,因此,做好暖通空调设计工作,是室内设计的重点和关键。作为暖通空调的重要组成部分,地源热泵技术可以根据热能交换形式的不同进行分类,下面分别对不同类型的暖通空调设计进行分析。
2.1 大地耦合热泵
所谓的大地耦合热泵也被称为土壤热交换器地源热泵,主要就是指地表浅层的土壤作为主要的热源,利用耦合式的地热交换器以水平的方式放置在预设的地沟内部,并于建筑内部的水环路保护相互连接。与传统空气热泵相比,大地耦合热泵的优势主要体现在几个方面:
1)一定深度的地下土壤温度波动相对较小,对于地表空气温度的波动具有一定程度的延迟作用,所以更适合作为热泵的热源,能够以此来保证整个系统的稳定运行。利用土壤作为热源也就不需要额外的冷却塔以及相关的锅炉装置,这样一来就可以有效减少对于环境的污染,这样也可以有效实现与相关太阳能集热装置的有机结合,通过进行相关的蓄放热操作,可以更好地实现供热以及制冷效果。
2)应该对地下土壤换热系统的类型进行选择。在当前技术条件下,从埋管模式分析,可以分为垂直型和水平型,需要设计人员根据建筑的实际情况进行合理选择,一般情况下,主要是采用垂直型的埋管模式,也同样需要对地下换热器进行选择。因为管材必须要埋设在地下,所以必须要从地源热泵系统自身的运行稳定方面进行考虑,应该确保管材具备良好的耐腐蚀性和化学稳定性,同时具备一定的强度和韧度,还必须对成本进行控制。对于各方面的需求必须要进行综合的考虑,也可以优先考虑使用密度相对比较高的PF棺材进行施工建设工作。
2.2 地下水热泵
因为地下水热泵系统是直接接入到系统的地下水中的,利用地下水水文相对比较稳定的特点,以此来实现热量的交换工作,这种优势在于占地面积相对比较小,并且实际应用的效果也是非常好的,所以若是合理进行设计,几乎不需要进行维护,不会产生维护费用,同时技术相对成熟,施工简单。不过需要注意的是,在抽取地下水之后,需要及时进行回灌工作,避免对区域生态环境和地理环境造成负面影响。在土壤内部埋设井水传输管道有可能会引发管道腐蚀的问题,再加上相关技术水平的限制,所以目前阶段地下热水泵通常是用作辅助项目,实际的生活应用中其实并不常见。
3.结束语
随着我国建筑行业自身的稳步发展,暖通设计已经成为了我国建筑设计领域的重要组成部分,对于人们的日常生活质量方面有着非常严重的影响,这就需要相关的设计人员必须要足够的重视,顺应我国节能减排的号召,这样一来在进行暖通空调的设计过程中应用地源热泵系统就能有效地保证这一系统的正常发挥,以此来全面降低对于环境所造成的污染,以此来全面带动我国建筑行业自身的发展。
参考文献
[1]仉安娜 唐远明.环保节能地源热泵技术[J].辽宁: 环境保护与循环经济,2008.
[2]徐伟 张时聪.中国地源热泵技术现状及发展趋势[J].北京: 太阳能学报,2007
论文作者:唐燕
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/5
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