摘要：当前，我国建筑能耗已经占有全国总能耗的25%以上，国家倡导做好建筑节能工作就是要通过消耗较少的能源来促进经济的增长，这些在目前可持续的发展战略中是一项很重要的任务。近几年里，我国的绿色建筑评价标准逐年上升，地源热泵系统与普通的供热性系统相比较，是一种可再生的能源利用技术，具有高效节能、可靠稳定、环境污染小、维护费用较低、使用寿命长等优点，是一种不但可以制冷又可以进行供暖的新型系统。目前其可再生的能源可以代替常规性能源也是大势所趋，所以地源热泵系统作为一项绿色建筑新型技术，其发展的前景是非常可观的。
关键词：地源热泵系统；特性；节能降耗运行
1导言
随着我国能源危机与生态环境各类问题的发生，地源热泵技术系统产生，对比以往的技术方案，其投资的费用高于34%，但是其每年节约的运行费用则达到了46%，更重要的是能够降低对于周围整体环境的污染度和排放量，是当前最为理想的环保和节能型空调系统。
2地源热泵的含义及特性
2.1含义
地源热泵技术的广义概念中包括土壤源热泵和冷热源，来自地下的土壤，并利用埋于地下的土壤中埋管的换热对冷热量进行提取。当夏天到来时，室内的热量可进行换热，也就是说利用制冷环路系统中的蒸发器把室内的热量传送到制冷系统中环路体系中，通过这样的冷凝器能够对地埋管道系统中的回路进行交换，最后再将热量释放到土壤中，通过这样的方式能够最大程度减少外界对于土壤温度的影响。通过这样的方式，能够保证土壤常年处于一个较为稳定的状态。利用该系统能够让整个制冷系统的稳定性和运行效率得到大大的提高，当冬季到来时，可利用地埋管将土壤热量进行提取，在通过板换将热量转换到室内的供热环路系统中，通过这样的方式，能够有效的实现低位热源转换的的形式，地源热泵系统常常取自于地下水深度在100~150米之间，之所以会选择这一区域，因为这一区域的温度相对较为稳定，一般都处于恒温带。
2.2特性
对地源热泵系统来说，在冬季到来时，热泵机组中的蒸发器所吸收的热量是在埋管内流体和土壤热量两者之间的总和；在夏季到来时，热泵机组中的冷凝器，其放热量一般情况下等于埋管内部的流体与土壤之间的热量交换，由此可以知道，地源热泵运行特点和地下埋管传热的特点是耦合性的，地源热泵主要的运行特征主要是通过热泵机组中的冷凝器与蒸发器的压力所决定的，地下埋管的系统在运行中会受到机组的出口水温与循环介质等因素的影响，因此地埋管系统的温度稳定性是影响系统能耗的主要因素。同时，地源系统是以消耗电能的方式，通过换热器来实现冷量和热量的转移，在这个夏季从房间获取的热量释放到浅层土壤中，冬季再将土壤中储存的热量提升到房间的大过程中，除了地埋管系统的温度稳定性外，换热器的热量传递、末端设备的损耗和日常操作不当等因素都会造成系统能量的不必要损耗。
3地源热泵系统的应用现状
地源热泵和毛细管顶棚的辐射空调运行系统，是属于近年来运用到住宅中的一项新型节能科技，是高舒适度、低能耗的空调系统。而科技住宅在房屋建造时，在混凝土楼板层中直接铺设盘管，以地源热泵充当冷热源，为毛细水管中的水进行降温或者加热，从而对室内的温度、湿度进行智能化的调控。毛细水管均匀分布，覆盖到每个房间，没有噪音、没有明显的吹风感。地源热泵系统作为一种利用地热能的环保、节能空调技术，在近几年取得了快速发展，但目前的地源热泵技术理论及技术方面还有许多待研究的问题：初期投入较大，尤其地下打井埋管费用。另外，要达到良好的使用效果，建筑物的辅助部分，如新风系统、围护结构等的投入也比较大；从设计到施工的要求都比较高，并且后期维护的难度相对较大；地埋管管群热干扰及热堆积问题。针对于地埋管地源热泵系统，由于项目规模扩大，需要在有限的空间增大地埋孔数量，地埋管管群内换热器之间的热干扰直接影响系统的运行，使得系统可能无法满足建筑的供热需要，同时如果抽取和排放的热量长时间不对等，将会造成土壤温度严重失衡，长此以往系统不但不能达到节能的效果，运行费用还会提高，土壤环境也会受到一定影响。
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4地源热泵系统的节能降耗运行策略分析
4.1适宜的土壤条件降耗
为热泵机组在冬季运行的时候，与蒸发器侧连接的地埋盘管周围的土壤层可能会出现降温冻结的情况，使土壤层发生膨胀，导致管道与土壤的接触密度和传热系数增大；若热泵机组在冬季处于停机状态，会使地埋盘管周围的土壤冻土层发生融化，让土壤发生位移，造成土壤与盘管之间存在空隙，使土壤的导热系数大幅度下降。因此，使用沙土回填的方法是地源热泵系统在运行中最适宜的土壤条件，沙土回填能有效弥补潮湿土壤传热较慢的缺点，从而达到了土壤层与地埋管换热效率好，传热速度快、能耗损失小的运行效果。
4.2科学设定出水温度
对室内末端装置主要的设置，对于过高温度类型的热水不但可以降低室内整体的舒适度（出风温度过高或室内温度分布不匀），还可以降低热泵机组的COP（热水的温度一般每升高于1℃，而热泵机组COP就会将降低大约至2～3％，出水50℃对比40℃时COP，也需要降低20～30％）。因此，采暖用热泵系统应利用低温热水末端的设备，尽量满足室内整体舒适度的前提下，尽可能降低所需热水的温度，提高热泵机组的节能运行效率。
4.3控制管理系统降耗
地热源泵系统在操作管理上的节能降耗也不容忽视。在地源热泵系统中，空调泵与地源泵相关设备的节能运行的管理是非常重要的。热泵机组应该进行节能的管理，减少热泵机组工作的台数，以此来提高热泵机组使用的效率，同时还要根据环境的温度，合理调整热泵机组回水的设定温度。可以根据室外温度适当调整机组的回水温度，这样就可以降低机器整体的耗能，避免出现频繁启动主机的情况。在循环水泵运行的时候，应该严格的控制地源泵开启的数量，保证其与机组需要用的流量与热量指数相匹配，避免出现地埋管内流速度太低，导致换热率下降的情况。另外，在空调循环泵的系统中可以采用变频的方式，降低循环泵的耗电量。
4.4换热器保养降耗
地源热泵机组在运行过程中对换热器的维护保养要求非常高，也是困扰我们多年的技术难题，解决好换热效率的问题，在检验设备能否正常达到节能降耗中起到关键的作用。
为了提高系统的换热效率，防止或减少对机组部件腐蚀，除去这些污垢及微生物，是提高系统换热效率的关键。对于水质不好的地区，需要每年定期对地源热泵机组换热系统、地藕侧系统、空调侧系统的管网先进行排污冲洗再添加化学药剂进行清洗，两种清洗方式相结合的全面清洗能够达到除垢灭菌、提高换热效率、增加制冷量，延长设备使用寿命的效果。
系统的清洗方法主要包括物理清洗和化学药液清洗两种，物理清洗针对污垢粘泥和水垢较轻的设备，化学清洗针对粘泥藻类附着严重，结垢严重的设备。化学清洗流程主要有机组运行状态下清洗和停机清洗两种方式，机组运行清洗主要是将清洗剂按照稀释比例配比完成后，注入系统，利用系统循环泵进行循环清洗，这种清洗方式优点是机组可以不停机，不影响机组运行，需要专业人员时刻监测清洗质量防止过度清洗损坏设备配件等。
5结论
总而言之，以往的能源供给的方式，已经不再适合目前环境发展的需求了，相比较，地源热泵的发展前景是非常不错的。但是，在地源热泵的科学管理上，需要从各个方面做起，尽量充分发掘出热泵系统的节能的特性，最大限度地发挥出地热泵节能环保的优势，为热泵系统整体运行的经济性、可靠性、环保性等提供有力的实践证明。
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论文作者:邵宗义,方洪宾
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/18
标签：系统论文; 土壤论文; 源热泵论文; 机组论文; 热量论文; 热泵论文; 温度论文; 《基层建设》2019年第26期论文;