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摘要：地源热泵技术是目前效率高、对环境最有利的热水、取暖和制冷系统之一，被称为二十一世纪的“绿色空调技术”。本文从分析地源热泵技术特点入手、对如何充分运用地源热泵技术实现暖通空调的节能进行的探讨，对于提高地源热泵技术在暖通空调节能中的应用水平有一定的借鉴意义。
关键词：地源热泵；暖通空调；节能技术
1.地源热泵系统的工作原理及特点
1.1地源热泵技术的工作原理
地源热泵技术它是一种采用地球表面浅层的地热能资源进行高效、供热、环保、制冷、节能的系统。地源热泵是采用输入少量的高品位的电能，以此来实现低温热能向高温热能的转移。地源热泵技术采用的是洁净的可再生的地热能.是一项以节能和环保为特征的技术。地表浅层好像一个巨大的太阳能集热器.每年收集太阳能是人类每年利用能量的500多倍。并且地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定是热泵很好的供热热源和供冷冷源地源热泵系统就是利用地下浅层土壤能量通过地下埋管管内的循环介质与土壤进行闭式热交换达到供冷供热目的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冬季通过热泵将大地中的低位热能提高品位对建筑供暖。大地在整个循环中起到了蓄热器的作用。
1.2地源热泵技术的特点
1.2.1节省建筑空间、便于运行管理。地源热泵没有冷却塔和其它室外设备，省去了锅炉房、冷却塔及附属的煤场、渣场所占用的宝贵面积，节省了空间和地皮，产生附加经济效益，并改善了环境外部形象。热泵机组质量可靠，没有大型的集中机组，无需专人值守，大大减少维修、维护费用，可以实现机组独立计费，分户计量，方便业主对整个系统的管理。
1.2.2绿色、环保、无污染。地源热泵空调系统在冬季供暖时，不需要锅炉，无燃烧产物排放，可大幅度降低温室气体的排放，既保护了环境，又可遵守《全球气候公约》。在夏季制冷时也是将热量转移到地下，没有任何气体排放到大气中，如果得到广泛应用将可以大大降低温室效应，减缓全球变暖的进程。
1.2.3低运行费用。地源热泵空调系统的高效节能特点，决定了它的低运行费用。其维修量极少，使用寿命和建筑物同期，折旧费和维修费也都大大低于传统空调。由于自动化程度高，无需专业人员操控。一般来说，地源热泵空调系统的供暖和制冷费用只相当于普通空调系统供暖和制冷费用的30―70%。
1.2.4应用灵活、安全可靠、用途广泛。地源热泵空调系统灵活性强，一套地源热泵系统可以替换原有的供热锅炉、制冷空调和生活热水加热的三套装置或系统。可用于新建工程或扩建、改建工程，可逐步分期施工。热泵机组可灵活地安置在任何地方，节约空间。同时，地源热泵无储煤、储油罐等卫生及安全隐患。因此，地源热泵空调系统从严寒地区至热带地区均适用，可为办公楼、宾馆、医院、饭店、商店、超市、幼儿园、别墅、居民小区等各类建筑物提供冷暖两用空调系统，并可同时提供生活热水。
2地源热泵系统的优势和不足。
2.1广泛的社会效益。我国的能源结构主要依靠矿物燃料，特别是煤炭。矿物燃料燃烧后产生的大量污染物，是造成温室效益的主要原因。采取地源热泵能够有效减少常规供热和空调对大气的污染，是一项利国利民的绿色工程。
2.2广泛的经济效益。地源热泵系统可实现对建筑物的供热和制冷，还可供生活热水，一机多用。一套系统可以代替原来的锅炉加制冷机的两套装置或系统。系统紧凑，省去了锅炉房和冷却塔，节省建筑空间，也有利于建筑的美观。根据以往项目的经验，由于地源热泵运行费用低，增加的初投资可在5～10（年限有待考证）年内收回，地源热泵系统在整个服务周期内的平均费用将低于传统的空调系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，地源热泵空调系统的经济性取决于多种因素。不同地区，不同地质条件，不同能源结构及价格等都将直接影响到其经济性。
2.3主要存在的不足。初投资比较高，主要是钻孔费和地下埋管材料费较高，约占总投资一半以上，同时需要占用一定的地下面积；安装工艺要求较高，施工工期较长，如果设计和安装不合理，将难以充分体现其优越性，收不到应有的节能效果；易受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响；冬夏季排取总热量存在不平衡性，使得土壤年吸、释热量不平衡，连续多年运行后易造成热泵机组运行效率下降；采用地下水的利用方式，会受到当地地下水资源的制约，易导致地下水氧化，产生一系列的水文地质化学变化、生物变化等问题。
3．加强地源热泵在暖通空调设计中的应用
3.1 正确选择地源热泵机组。机组的正确选择，就是要求机组要和地源热泵的类型适应。目前市场上的机组五花八门，各种类型的都有，而且没有统一的规范，因此，在挑选机组时应该注意此次工程地源热泵的类型适合何种机组。比如工程应用的是开放式地源热泵空调设计方法，但是采购了水环热泵系统的机组，就会导致夏天不可以正常使用。
3.2 加强能效比与性能系数的选择。在暖通空调设计当中有效的应用地源热泵，对机组的能效比和性能系数有相当严格的要求。每个厂家生产的机组能效比和性能系数都有可能不一样，因此设计者在选择时需注意。正如德国某个厂家生产的机组，在制热的性能系数一般在4.5到7.2之间，而在制冷时小的只有0.65吨，大的有30吨，相差较大。由于厂家的测定条件不一样，得出的值也会有偏差，另外根据工程进行的情况不一样要求的值也会不一样。
3.3 抽水井、回灌井的选择。保证暖通空调设计的正常运行，关键是抽水井和回灌井的选择，对其要求既要保证地源热泵的正确应用，又要减少能源的浪费。根据暖通空调设计的相关规定，要求抽水井和回灌井的井深平均为100米，自由升降度为7米左右，抽水量在95m3/h左右，回灌水量在48m3/h左右，静止水位平均约为地下32m，动水位平均约为地下 38m。
3.4 控制系统的选择。控制系统分别为热泵机组的自动控制系统、水池的控制系统和井群控制系统，控制系统的个组成部分都各司其职。比如热泵机组的自动控制系统主要职责是通过自动化装置对暖通空调进行制冷制热的有效控制，减少人为的工作量；水池的控制系统主要是根据水位的高低来确定是否需要开启深井盖；井群控制系统主要是负责对此系统进行分组管理，促进控制系统发挥其作用。
3.5针对特殊情况采取特殊措施。在大地热能不足以保证冬季取暖时，系统设计要增设特制热的装置来增加热能，达到相关规定，满足热量的需求。而冬季储存的冷能也不能满足夏季制冷需求时，系统设计就得增加冷却装置。但是增加设备的同时也会增加经济负担，因此需要经过计算才能确定采用地源热泵技术是否合理。比如：某酒店建筑物的总面积大约为20000平方米，整改之前的装置主要由冷却设备和燃煤设备组成，这种装置较落后、工作效率较低，跟不上现代空调设计的脚步。在该装置应用了地源热泵，满足了把夏天的高热能储存在大地当中，以便冬天的时候使用；另外还可以把冬天的冷能量也储存到大地当中，以便夏天的时候使用，减少空调设计的负荷，减少对城市环境的污染。像这种都不满足热能和冷能的需求，且温度差距很大时，可以考虑使用埋管的方法，系统只需增设冷却装置即可，操作相对于方便，经济负担也降低了。
4结论
综上，地源热泵对指引暖通空调设计具有重大的意义，成为暖通空调设计的一个重要发展趋势。我们要加大地源热泵技术在暖通空调的设计应用研究，进一步提升暖通空调设计水平。
参考文献：
[1]罗迎宾，梁路军，季柳金，等.地源热泵在恒温系统中的应用研究[J].现中国建设信息供热制冷，2013，19（1）；
[2]张凯，黄艳秋.浅谈暖通空调设计中地源热泵的应用[J].程式建筑研究，2012，13（33）
论文作者:班胭胭,韩超
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/18
标签：源热泵论文; 机组论文; 系统论文; 暖通空调论文; 技术论文; 热能论文; 空调系统论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;