【摘 要】本文主要先简述了地源热泵技术，概述了地源热泵的难点，并分析了地源热泵技术在暖通空调中的应用。
【关键词】地源；热泵；暖通；空调
地源热泵是我国倡导使用的环保节能产品。随着我国经济社会的发展。环境问题与能源紧缺日益严重，这一现状使得开发浅层地热能。使用热泵技术来解决供热与制冷问题的热潮得以大规模兴起。
1 地源热泵技术简述
地源热泵，就是把传统空调的冷凝器或蒸发器直接埋入地下，使其与大地进行热交换，或是通过中间介质(通常是水)作为热载体，使中间介质在封闭环路中通过大地循环流动，从而实现与大地进行热交换的目的。也就是说，地源热泵是以大地为热源对建筑物进行空气调节的设备。冬天通过热泵将大地中低位热能提高品位对建筑供暖，同时储存冷量，以备夏用；夏季通过热泵将建筑内的热量转移到地下，对建筑进行降温，同时储存热量，以备冬用。地源热泵具有一些独特的优点：
1.1 环保长效
该技术未利用其它相关资源，同时也无燃烧，不会因排放废弃物污染环境。此外，该技术可全年循环利用，在冬季时，可从地下获取热能，在夏季时，又可向地下进行能量的释放，以此循环，使地下温度始终保持在一个平衡状态下，可实现长期且有效的应用。
1.2 可再生能源的利用
由于该技术所应用的资源为地热资源，而这种地热资源其实就是指地能，简而
言之，就是变相利用太阳能。由于太阳能为一种用之不竭且取之不尽的再生资源，因此也可将地源热泵技术看作为可再生能源利用技术。
1.3 节能减排
该技术主要利用地下浅层中的地热资源，因此不需消耗过多能源，就可确保地源热泵系统始终处于一种稳定的工作状态。据相关统计数据显示。近十年来其在世界以每年大于20％的速度增长，与别的常规供暖技术节能的50～60％相比。其是在供暖与制冷中节能环保的重要技术选择。此外其运行费用较低，能够降低30～70％的供暖与制冷费用。在现代都市中节能环保的地源热泵技术将成为人们供暖制冷的理想选择。该技术利用清洁能源来代替以往燃煤的供热方式，在其系统内没有燃烧设备，不会出现CO等一系列的有毒气体，同时在建筑物内用水作循环介质，不会存在氟利昂泄露破坏大气臭氧层问题。当然该技术也存在着一定的缺陷，即对于当地气候条件以及地质条件等因素的依赖性较强，在初期投资上所投入的资金较高。
2 地源热泵的难点
2.1 土壤特性问题
地源热泵系统的性能好坏与当地土壤热特性密切相关，地热源的最佳间隔和深度取决于当地土壤的热物性和气候条件。土壤的热特性研究主要包括土壤的能量平衡、热工性能、土壤中的传热与传湿以及环境对土壤热物性的影响等。
2.2 不同冷、热负荷下，地下换热器与热泵系统最佳匹配技术的研究不够
90年代以来，地热空调技术的研究热点依然集中在地热能换热器的换热机理、强化换热及热泵系统与地热能换热器匹配等方面。与前一阶段单纯采用“线源”传热模型不同，最新的研究更多地开始关注相互耦合的传热、传质模型，以更好地模拟地热能换热器的真实换热情况；同时开始研究采用热物性更好的回填材料，以强化土壤埋管在土壤中的导热过程，从而降低系统用于安装土壤埋管的初投资；为进一步优化系统，国外有关地热能换热器与热泵装置的最佳匹配参数的研究也在开展。
2.3 热泵技术与其他技术的配合问题
地源热泵技术是暖通空调技术与钻井技术相结合的综合技术，两者缺一不可，这要求工程组织者和工程技术人员能够合理协调、做好充分的技术经济分析。
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3 暖通工程中地源热泵技术的运用
在暖通工程中应用地源热泵技术，不仅有效利用能源，还可增强系统的稳定性、长久性及环保性，切实推动暖通工程的可持续发展。下面文章就该技术暖通工程中的具体应用进行详细的阐述。
3.1 钻孔
正式钻孔前，应对施工现场仔细进行勘测，同时还应做好与其它相关专业的衔接交叉等。基于施工钻孔图纸所标注的孔数、面积以及行距等，对施工现场的实际情况进行检查，确保其施工面积符合打孔需求，待核实没有错误后，根据施工图纸明确定位，并进行放线；
钻孔过程中，要确保钻机的钻杆始终保持垂直状态，避免出现偏差损坏已埋管道。其水平度所产生的偏差不可大于1％，而垂直偏差则不可大于0.5％；
在两孔间应该开挖相应的泥浆池，将其用于钻井机器设备在施工过程中水循环的一个载体，避免在施工过程中水流向其它位置，从而确保施工场地整洁；
钻孔阶段，所产生的土壤应该集中进行堆放，用相应的覆盖材料覆盖住；
为了防止在钻孔中出现塌方，实施钻孔时，应灌入相应的泥浆，利用泥浆护壁，以此有效避免塌孔现象发生；
钻孔时，还应注意建筑物电缆布置情况，结合建筑电缆实际分布情况进行钻孔，以免因钻孔损坏其电缆，同时也应注意电缆对于钻孔所造成的影响及干扰；
钻孔工作结束后，应及时进行验收，安排专人对这一环节的施工质量和效果进行核实，确保其钻孔符合地埋管要求。
3.2 管道的组装与下管
地埋所需的这种u形管通常在施工现场进行预组装，在预组装之前，应将所需管材放于平坦且干净的地面上，尽量不要使管材局部受到任何压力，以免导致其出现变形，影响预组装效果和质量。管材堆放高度一般情况下不可大于2m，可采取成箱方式进行堆放和储存。其中HDPF管道被运送到施工场地后，应将其覆盖，不可将其长时问暴露在阳光下，以免对其质量造成影响；
组装时，应将热熔管头清理干净，在切割管材时，若管道直径小于50mm，应用旋转切刀实施切割；若管道直径超过50mm，则应用锯弓实施切割。待管道组装结束后，应进行试压，待其合格以后才可正式埋管。当结束井回填后还应再次对管道实施试压，待其试压满足要求后，再连接水平管道，这一工序完成后，同样也要实施试压，待试压符合要求再回填土，如此循环一直到所有总管连接结束后，最后再来试压。连接管道时，可采取热熔连接法，而在和金属管道连接时，可采取法兰连接法。要注意的是在连接管道时，必须要对各设备进行仔细核对，以免设备的不一致对其施工产生干扰和影响；
当所有工作准备好后，应及时进行下管。下管前，除了要冲洗干净u形管道外，同时还应试压。下管过程中，若停留时间过长，就会使钻孔内出现严重的积压问题，也在一定程度上加大了下管难度。为了确保下管质量与水平，最常用的方式为预制砼导头下井法，这种导头的直径比钻孔直径小，但比HDPE管道直径大，利用导头自身重量以及管道自身重量来下井。要注意的是下井时不可在地面拖拉管道，以免管道发生弯曲，不利于下管工作的实施；
在间隔大约2m～4m处，应该用固定的支卡把各u形管道隔开，以免产生热桥效应，影响管道。同时还应规划好管道间距离，避免管道贴在一起。此外，待下管工作结束后，应立即密封管道两端，加强保护以免影响其施工质量。
4 结语
总之，因为当今社会能源的日益紧缺，开发各种可再生能源将成为我国经济可持续发展的重点。在节能环保已经成为世界关注话题的当下，地源热泵技术在暖通空调节能中的应用，对保护环境、节能减排都有着重要作用，地源热泵技术在暖通空调中的应用具有广阔的发展空间。
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论文作者:何灿
论文发表刊物:《低碳地产》2016年6月第11期
论文发表时间:2016/11/16
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