摘要：在进入到二十一世纪之后，我国建筑领域的整体发展势头比较良好，受到了人们的广泛关注和重视。建筑行业的发展，不仅可以推动我国国民经济的发展，还能够满足人们对建筑物的个性化需求。建筑行业在施工过程中，能源消耗一直以来都是非常重要的问题。特别是暖通工程施工过程中，在其中所占据的能耗非常大，基本上可以被看作是所有工程项目在施工过程中的最大消耗。绿色环保的发展理念已经深入人心，为了实现节能减排的根本目的，也可以体现出节能环保的理念和要求。
关键词：地源热泵技术；暖通空调节能；运用
前言
暖通空调系统为人们提供供热、制冷的同时，也消耗了较大能源，造成了严重的环境污染和能源紧张。它属于清洁的可再生能源技术，通过与消耗少量的能源以实现能量交换，从而达到供暖或降温的目的，对节约能源、维持生态平衡具有重要意义。同时，地源热泵系统构建主要埋设于地下和组建于室内，免受日晒和酸雨腐蚀，其使用寿命较长，且机组支持无人值守，因而维护成本较低，经济效益和社会效益都非常显著。
1暖通空调地源热泵技术在实际应用过程中的优势特点和概述
1.1地源热泵技术概述
地源指所有的地下资源，暖通空调系统中的地源特指地壳下400m范围内的低温热资源，热量主要来自太阳能的辐射以及少量的地壳自热，属于清洁的可再生能源。地源热泵技术始于上世纪中叶的美国，我国从上世纪80年代末引入地源热泵技术，日渐成熟并得到广泛应用。地源热泵的工作原理是通过消耗少量的能源将浅层低位热能转化为高位热能，以达到供暖、供热水或者制冷的目的。但地源热泵在实际使用中，土壤热平衡问题会影响地源热泵正常运行，严重时还可能导致系统瘫痪。如我国南方地区整个年度地源热泵向土壤中排放的热量要远大于冬季从土壤中提取的热量，而北方地区却与之相反，导致土壤平均温度发生变化，地源热泵的热交换效率持续下降。因此，保持土壤热平衡成为地源热泵技术应用的关键。混合式地埋管地源热泵技术的应用，能够有效解决土壤热平衡问题，其通过地源热泵与加热或散热系统的组合应用，消除了地源热泵对土壤温度的影响，同时通过增加辅助设备负荷以减小预埋管长度，进而减少了地埋管地源热泵的建设成本。
1.2地源热泵技术有利于提高可再生能源的利用率
建筑行业在发展过程中，各种不同类型的能源的应用非常广泛。在这种背景下，要对可再生能源进行科学合理的开发和利用，这样可以尽可能避免对不可再生能源的过度浪费。在地源热泵技术的实际应用过程中，要结合实际情况，积极采取有针对性的措施，这样可以促使该技术实现对地热能源的合理利用。这样不仅可以从根本上促使建筑物的不可再生能源消耗得到有效控制，而且还能够实现理想化的节能效果。而地源热泵的技术的应用，与传统的空调系统相比，不仅其效率能够提高30~50%，而且1kW的能量消耗，可以为用户提供5kW以上的热量或者是4kW以上的冷量，能够节省23~28%的能源，因此，在保证可以尽可能满足社会发展需求的基础上，可以将其看作是未来发展的重要方向之一。
1.3地源热泵技术有利于突出环境效益
建筑工程项目的根本目的是通过各种不同类型的建筑建设，创造相应的经济效益。但在施工过程中，工程项目需要消耗大量的能源，所以在前期成本投入方面也会比较大。在施工过程中，要与地源热泵技术进行有效结合，这一举措在环境保护方面具有非常重要的影响和作用，同时还可以从中获得良好的经济效益。在当前我国节能减排理念的提出背景下，要想从根本上实现对环境的保护，就必须要意识到地源热泵技术的重要性。目前在该技术的应用过程中，并不会对外界环境、或者是建筑物的室内环境产生影响，同时也不会对地下水造成严重的污染影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这样不仅可以促使整个环境保护效果可以得到优化和完善，而且还能够满足当前社会在发展过程中对建筑行业提出的基本要求。通过住宅建筑不同采暖空调方式供热运行污染物排放量比较，可以看出，使用地源热泵技术的建筑污染物排放量最少。
2地源热泵技术在暖通空调节能中的应用
2.1地源热泵暖通空调的分类
根据热量来源不同，地源热泵暖通空调分为地下水源、地表水源、土壤源，其中土壤源热泵通过使用水为媒介在土壤内部换热管道与热泵机组之间进行循环，完成热量交换，在暖通空调中的应用最广泛。地下水源热泵以地下水为媒介，通过将抽出的地下水送入换热器和热泵机组来提取或释放热量，然后再回灌到地下，该方案的实施不仅要确保地下水资源丰富，水质达标，还需征得当地政府的许可同意。地表水源热泵以地表水为媒介，通过将抽取的江河湖海水源进行循环，完成热量交换，分为开式循环模式（即无需借助热交换设备直接将地表水与系统进行热量交换）和闭式循环模式（即借助水盘管热交换器与地表水之间进行热量交换）。
2.2空调方案
地埋管换热器：地源热泵设计的重点内容就是地埋管换热器，也是提高空调方案经济效益以及节约资源、能源的关键所在。建筑中除了消防、电梯机房等房间外，均采用集中空调方案。依照建筑的规模，再确定地埋管钻井数量和长度，并规划钻井分布。进行现场换热性能测试和钻孔换热量计算，根据公式计算钻井个数，式中N表示钻孔数，Q表示地埋管热负荷（kW），q表示单位钻孔深度换热量（W/m），H表示钻孔深度。根据计算结果确定井深、井直径、有效埋深和间距等相关参数。
热回收水系统：它能够是对空调废热的充分利用，通过热回收机组将冷却水中的热量进行收集，从而为生产、生活用水进行预热或对高温水进行加热，不但降低了空调系统造成的热污染状况，而且总功耗要比锅炉加热低很多，节能效果显著。随着热回收技术在地源热泵暖通空调中应用广泛应用，除了可以为人们提供必要的热水外，还能补偿地热损失，使地热不平衡问题得到缓解。
冷却塔运行策略：虽然收集的系统余热能起到补偿地热损失，缓解地热不平衡的作用，但效果不是很明显，还需要借助冷源设备才能使地热达到平衡，如冷却塔的应用。冷却塔的选型需要根据具体工况条件确定，既要避免容量过大造成浪费，又要避免容量不足造成应用效果不佳。根据公式计算冷却塔容量，式中表示冷却塔放热量（kW），表示供冷月总散热量（kWh），表示散热总量（kWh），Hours表示供冷月小时数（h），其中干式闭环路液体冷却塔的室外设计条件为供冷月平均干球温度，闭式闭环冷却塔的室外设计条件为湿球温度。由于该算法设定的室外环境条件为假设，与真实的情况有一定差异，在实际案例设计过程中要留有一定的容量余量。冷却塔设计过程不仅要考虑总容量，还需兼顾土壤的地热平衡，需对冷却塔容量计算结果进行校正，使最终获得的冷却塔工作时间与装机容量更具实际意义。冷却塔在不同工况条件下制定的启停策略也有所不同。
结语
地源热泵技术是一种新型的可再生能源技术，具有节能、环保、经济等特点，在暖通空调系统中的应用能够有效改善人们工作、生活的环境，同时也满足了人们对节能的需求和功能稳定性要求。因此，随着地源热泵技术研究的进一步深入，其节能性和经济性将更加显著，发展前景会更加广阔。
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论文作者:张东超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
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