摘要：人们的生活水平不断提高，对建筑环境的要求也越来越高。暖通空调系统作为很多建筑的基本配套设施，得到非常广泛的应用。而地源热泵技术作为暖通空调技术体系中较为先进的能源利用形式，主要是通过表层水源与土壤中的地热、太阳能等进行能量交换，达到传导热量的目的，属于一类高效节能的空调系统，在未来的市场中具有非常广阔的应用前景。本文就地源热泵技术在暖通空调节能中的应用展开探讨。
关键词：暖通空调；节能；地源热泵技术；应用
引言
人们的生活水平不断提高，对建筑环境的要求也越来越高。暖通空调作为高层建筑必不可少的机电设备，在给人们营造了舒适的居住环境的同时，也造成了很大的能源浪费，于是人们开始研究使用其他清洁能源代替电力维持暖通系统运转。地源热泵技术就是这样一种新型的暖通空调技术，在节约能源、减少环境污染、控制碳排放方面有着广阔的发展空间。
1地源热泵技术与原理
地源热泵技术指的是将地热当成热泵设备的热汇或热源，从而对建筑开展采暖或制冷的技术。随着开发深度的不断增加，地源热泵技术也日益成熟，在具体应用活动中，只需要将少量电能通入空调中，就可达到把高温热源转变成低温热源的功能，从而实现供暖或制冷的效果。因为在各个季节建筑对制冷供暖的需求有很大差异，所以会选用差异化的技术对其做恰当处理。在寒冷的冬季，地热资源与环境相比属于一种高温热源，应提取其热量开展热水供应或室内供暖。而在炎热的夏季，地热资源与环境温度相比属于一种低温热源，借助一定的技术就可将室内的热量有效地传到到地下，达到降低室内温度的效果。从这里可以看出，地源热泵技术能较好地符合生活中的制冷与供热需求，并且在保护环境与降低能耗等方面有着不容忽视的优势作用。因此，将地源热泵技术应用到暖通空调节能设计中时，应严格依照其技术特点及应用原理进行恰当设计，以充分彰显出地源热泵技术的优势作用，使其能在节能环保方面发挥更大积极作用。
2地源热泵的特点
2.1地源热泵的优点
根据驱动方式，通常将热泵分为热电式、吸收式、蒸汽喷射式以及机械压缩式。对于蒸汽喷射式、吸收式以及机械压缩式这三种对技术人员的专业水平要求较高，技术人员对数据的处理不能马虎，要有准确性以及细致缜密的态度，因此要对技术人员进行大量专业技能以及人员素质方面的培训。对于热电式热泵，通过技术人员和研发人员的不断努力，设计出的新型的热点热泵，其排出的气体对周围的环境不会造成污染，从而起到了保护环境，降低噪音等方面作用。
2.2地源热泵的缺点
地源热泵主要依靠地下能源的支持，因此，对土壤的要求较高。但是，近年来，随着城市化的发展，环境破坏和污染现象较为严重，大量植被遭砍伐、未经处理的污水肆意排放，严重降低了土壤的质量，各种地质灾害也在频繁发生。这些情况局限了地源热泵技术的发展，也给技术人员的工作增加了不小的难度此外，由于我国目前热泵系统与地下换热器的配合研究不够透彻，技术不完善，对传热模式和传质依赖比较严重，再一次对技术人员提出了更高的技术要求。
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3地源热泵技术在暖通空调系统节能中的具体应用
3.1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。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。
3.2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。
3.3冷却塔运行
所谓冷却塔就是缓解地热不平衡的辅助冷源。由于地下能源变化较大，通常难以控制，在提取的过程中，往往会出现地热不平衡的现象，这种现象将会导致暖通空调工作效率不稳地，从而影响暖通空调的正常使用。因此，在运用地源热泵技术时，往往需要使用冷却塔来缓解地热不平衡现象。为了进一步提高冷却塔的工作效率，首先，需要根据设备的型号，选取合适的冷却塔。其次，在运用冷却塔时，需要制定一定的启停策略。
结语
运用地源热泵技术的暖通空调系统，能够更好地满足人们的节能需求和功能稳定性要求。而随着人们环保意识和节能意识的不断加强，在各个领域寻找清洁可再生能源，正成为整个社会的研究热点。地源热泵技术作为新型的可再生能源，具有良好的清洁性、环保性，整体的节能减排效果较为显著。因此应用地源热泵技术的暖通空调系统，其发展前景较为广阔。
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]王术静.地源热泵技术在暖通空调中的应用[J].住宅与房地产，2017（32）：206.
[3]何胜林.地源热泵技术在暖通空调节能中应用探讨[J].科技经济导刊，2017（16）：101.
[4]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.
[5]谢林丽.刍议地源热泵在暖通空调设计中的应用[J].江西建材，2015（5）：16.
论文作者:张伯双
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/7
标签：源热泵论文; 地热论文; 技术论文; 暖通空调论文; 冷却塔论文; 热量论文; 节能论文; 《基层建设》2018年第33期论文;