摘要：随着现代社会人们对工作和生活环境的要求越来越高，暖通空调以其调节室内温度、加强空气流通的出色能力获得广泛应用，能够营造良好的、适宜人类工作、生活的室内人工环境，但由于空调耗电量大，而且部分地区仍在使用含有氟利昂的传统空调，对环境有一定影响，技术人员将地源热泵技术和空调技术结合起来，实现了以较小的消耗完成相关工作。本文主要分析地源热泵在暖通空调设计中的应用。
关键词：地源热泵；暖通空调；设计；应用
前言：地源热泵是热泵的一种，所谓地源，即是指地下热源或者冷源，地源热泵相关理论最初在北欧地区被提出，在美英两个发达国家率先投入使用，美国的气候与我国非常类似，相关经验是值得借鉴的，地源热泵的基本原理是利用地下和室内的温度差别，通过设备进行热量收集、散发等热交换工作，实现室内冬季升温、夏季降温的目的。
1地源热泵的概述
地源热泵是以少量电能为动力，驱动地下设备工作，收集或者散发热量的一种装置，具有无污染、维护简答、使用寿命长等优势，提升了室内生活、工作环境的舒适性[1]。
热泵机组装置通常包括冷凝设备、压缩机、蒸发器、膨胀阀等四个主要部分，以及部分管道等附属设备，其基本工作流程原理是使制冷剂通过不断的冷凝和蒸发释放、吸收热量，通过水等比热容较高的物质完整热量转换。压缩机和冷凝设备分别负责制冷和输热。其基本工作原理如图1所示。
调查显示地源热泵所消耗的电能和能够产生的制冷、输热效果之间的功率比可以达到1:4甚至1:7，能够以较小的消耗维持室内的适宜温度环境。
2地源热泵在暖通空调设计中的应用
2.1暖通空调设计原则
讨论地源热泵在暖通空调设计中的应用，首先要明确暖通他空调的设计原则，鉴于目前空调应用的广泛性以及各界对低能耗建筑、环境保护的重视，暖通空调设计在保持使用功能的同时，第一原则应是节能，第二是较小污染。
节能原则是目前暖通空调制造和未来发展的主要原则之一，由于地源热泵本身消耗较小，能够很好的满足节能要求。同时地源热泵的工作能量来源是电能、交换媒介是水、能量交换目标是自然能量，几乎做到零污染，可以满足较小污染要求。
2.2连接地源热泵与冷却塔
地源热泵地下设备与冷却塔的连接，主要是为了满足夏季降温要求，传统的地源热泵原理是以水为媒介，通过压缩冷凝机吸收室内热量，并将其排入地下土层。
连接地下设备与冷却塔可以在旧式模式下开拓新的思路，比如将热量直接输至冷却塔内部，通过冷却塔对热量进行冷却，以空气为媒介直接用于室内降温。避免热量进入土层影响生态环境。另外，北方地区、西北地区等地风力较为充足，通过以风力作为冷却塔动力保证了热量冷却过程中较小的能量消耗，实现该过程的节能和零污染，该设计思路已经得到小范围的实践和应用。
2.3连接空调设备与热泵机组
将空调设备与热泵机组连接，是地源热泵与暖通空调最简单、直接的连接方式，通过这种方式，可以使二者的工作实现结合，由热泵机组代替原本空调的制冷、输热工作[2]。
该种连接的核心是根据空调设备所需管道的不同连接不同的热泵管道，冷空气管道连接制冷机组，输热管道连接输热机组。另外需要注意空调和热泵机组功率的区别，如果空调功率较大，可以考虑增加地源热泵的数量，反之则调整热泵的工作能力，适当进行降低，避免室内出现温度过高或者过低的情况。
2.4连接空调设备和热回收机组
热回收机组是一种可以保存多余热量的设备，主要是针对夏季室内温度而言，通过空气或者水等媒介，完成热量的收集工作，之后以管道等方式进行热量传输，将其保存在地源热泵的热回收机组或者土层中，作为备用热源。
备用热源可以在较冷的天气中投入使用，将其与空调设备进行连接后，通过空调重新用于室内温度调节工作，降低空调输热的消耗，同时使过剩热量得到了合理利用，该技术的难点是热回收机组的储热功能，目前而言可行的办法是采用比热容较高、储热性能较好的材料建设储热设备，比如一些复合材料或者液态材料等[3]。
2.5智能化设计
地源热泵在暖通空调设计中的应用是目前的一种趋势，通过智能化设计，可以提升相关技术应用的效果。智能化只要体现在合成暖通空调的控制系统方面。
简言之，通过在合成暖通空调控制系统中加装智能模块，对室内温度进行调节，同时控制地源热泵能量传输相关工作，比如在室内温度达到适宜温度后，自动暂停制冷和输热作业，在温度过低、过高时发出警报等，使资源得到合理利用，同时有利于人员方便的进行控制。
总结：暖通空调的应用极大提升了现代生活的舒适性，将其与地源热泵技术联合使用，可以使两项技术完成有机结合，使新产品兼具地源热泵低能耗、小污染的优势与暖通空调舒适性功能，在此过程中应注意相关系统的连接，同时适当应用智能化技术，使新的暖通空调更好服务于社会生活。
参考文献：
[1]孟华,龙惟定. 地源热泵技术在暖通空调中的应用[J]. 节能与环保,2003,09:22-25.
[2]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,2015,05:16.
[3]胡强. 地源热泵中央空调控制系统的设计及其在智能家居中的应用[D].湖南师范大学,2012.
论文作者:钟景清
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/14
标签：源热泵论文; 暖通空调论文; 热量论文; 机组论文; 室内论文; 工作论文; 温度论文; 《基层建设》2017年第13期论文;