關(guān)于地源熱泵空調(diào)工程中節(jié)能問題的探討

【摘要】地源熱泵空調(diào)工程是當(dāng)前建筑節(jié)能工程中的一項重要內(nèi)容，其所具有的節(jié)能效應(yīng)是非常顯著的，因此在未來的暖通空調(diào)系統(tǒng)中是具有很大推廣價值與意義的。但是由于地源熱泵空調(diào)工程的技術(shù)還處于初期應(yīng)用階段，很多技術(shù)都還不夠成熟，仍然需要我們進一步的開發(fā)與研究，以促使地源熱泵空調(diào)能夠更好的發(fā)揮其節(jié)能效益?，F(xiàn)本文就對地源熱泵空調(diào)工程的相關(guān)節(jié)能問題進行研究探討。

【關(guān)鍵詞】地源熱泵；空調(diào)系統(tǒng)；節(jié)能問題；應(yīng)用優(yōu)勢

在當(dāng)前的建筑領(lǐng)域中，節(jié)能理念已經(jīng)成為建筑技術(shù)發(fā)展的主要指導(dǎo)理念。這是因為當(dāng)前世界的資源能源正在急速減少，人們正面臨著能源枯竭的能源危機。為了能夠應(yīng)對這一危機，緩解能源壓力，就必須要降低能源消耗，開發(fā)新能源。而建筑作為能源消耗的大戶，其若能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能建筑，那么對于緩解能源危機來講是具有很大價值與意義的。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是近年來在節(jié)能理念的指導(dǎo)下開發(fā)出的一種新的能源技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)。這種空調(diào)系統(tǒng)具有高效節(jié)能、環(huán)保清潔的特點，是未來建筑暖通工程中具有很大前景的空調(diào)系統(tǒng)。以下本文就針對地源熱泵空調(diào)工程中的節(jié)能問題進行研究與探討，以供參考。

1、地源熱泵空調(diào)工程概述

所謂地源熱泵空調(diào)工程，就是指以利用地?zé)豳Y源來進行室內(nèi)空氣溫度調(diào)節(jié)的一種新型節(jié)能系統(tǒng)，其既可以實現(xiàn)供熱，又能夠滿足制冷需求，且環(huán)保節(jié)能效果較好，因而在當(dāng)前的建筑領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用價值。就目前的技術(shù)而言，我國的地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要可以分為三種形式：其一為土壤地源熱泵系統(tǒng)；其二為地下水地源熱泵系統(tǒng)；其三為地表水地源熱泵系統(tǒng)。這三種形式的地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)都具有各自不同的優(yōu)點與應(yīng)用范圍，在實際的工程應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)因地制宜，合理選用最佳的地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。

2、地源熱泵空調(diào)工程的節(jié)能優(yōu)越性

相較于其他空調(diào)系統(tǒng)而言，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是具有很大的節(jié)能優(yōu)越性的，這也是其作為新型空調(diào)系統(tǒng)的主要特色。一般來講，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)越性可以體現(xiàn)在下述幾方面內(nèi)容上：

2.1可再生能源利用技術(shù)

地源熱泵是利用了地球表面淺層地?zé)豳Y源作為冷熱源，進行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。地表淺層地?zé)豳Y源可以成為之為地能，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽能、地?zé)崮芏N藏的低溫位熱能。地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽所散發(fā)的到地球上的能量，比人類每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制，真正是量大面廣、無處不在。這種儲存于地表淺層并類似于一種無限的可再生能源，使得地能也成為清潔的可再生能源的一種形式。

2.2經(jīng)濟有效的節(jié)能技術(shù)

地能或地表淺層地?zé)豳Y源的溫度一年四季相對穩(wěn)定，冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低，是很好的熱泵冷、熱源，這種溫度特性使得地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運行效率要高40%，因此要節(jié)能和節(jié)省運行費用40%左右。另外，低能溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟性。

2.3運行穩(wěn)定可靠

正是由于地層溫度一年四季相對穩(wěn)定，其溫度的范圍遠遠小于空氣的波動，是很好的冷熱源；同時由于溫度的恒定性，使得系統(tǒng)運行更加可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟性。

2.4環(huán)境效益顯著

地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當(dāng)于減少40%以上，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70%以上。該裝置的運行沒有任何污染，可以建在居民區(qū)內(nèi)，沒有排煙；也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠距離輸送熱量，可以極大地改善其它空調(diào)方式的CO2 的排放。

2.5舒適程度高

由于地源熱泵系統(tǒng)的供冷、供熱更為平穩(wěn)，降低了停、開機的頻率和空氣過熱和過冷的峰值。這種系統(tǒng)更容易適應(yīng)供冷、供熱負荷的分區(qū)。

2.6一機多用，應(yīng)用范圍廣

地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的2套裝置或系統(tǒng)。

2.7自動運行

地源熱泵機組由于工況穩(wěn)定，所以可以設(shè)計簡單系統(tǒng)，部件較少，機組運行簡單可靠，維護費用低；自動控制程度高，可無人值守；此外，機組使用壽命長。

3、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在應(yīng)用中面臨的問題

盡管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能效益方面具有很大的優(yōu)越性，但在實際的工程應(yīng)用中卻并沒有得到廣泛的應(yīng)用，只有很少的一部分建筑暖通工程中使用了地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。引起這一問題的主要原因是地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運行維護方案還不太完善，專業(yè)技術(shù)人員較為缺乏，維護成本較高等等多方面的，也可以說，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用主要面臨的問題有以下幾點：

3.1地源熱泵系統(tǒng)對土壤換熱器的材質(zhì)的要求較高，埋設(shè)換熱器需要較大的場所，系統(tǒng)投資也較其它方式要高，這種系統(tǒng)一般應(yīng)用于面積比較小的居住類單體建筑，在大型工程中應(yīng)用相對困難。

3.2對土壤環(huán)境的影響。土壤埋管式熱泵系統(tǒng)的運行，勢必引起土壤環(huán)境溫度的劇烈變化，在其影響范圍內(nèi)的土壤微生物環(huán)境也將出現(xiàn)劇烈變化。土壤換熱器的埋置深度的大小，將影響建筑投資的大小，同時也決定系統(tǒng)對植物根系、土壤微生物，建筑物基礎(chǔ)的影響程度。地下水源熱泵系統(tǒng)、地表水源熱泵系統(tǒng)對水系統(tǒng)環(huán)境的影響也應(yīng)進行研究。

3.3地源熱泵系統(tǒng)要有豐富和穩(wěn)定的地下水資源。采用地下水熱泵系統(tǒng)之前，應(yīng)進行詳細的水文地質(zhì)調(diào)查，并先打勘測井，以獲取地下溫度、地下水深度、水質(zhì)和出水量等數(shù)據(jù)。如果地下水位較低，不僅成井的費用增加，水泵的運行能耗也將大大增加。但目前國內(nèi)地下水回灌的速度大大低于抽水的速度，從地下抽出來的水經(jīng)過換熱器后很難再被全部回灌到含水層內(nèi)，造成地下水資源的流失。

3.4地表水源熱泵系統(tǒng)受豐水、枯水等自然條件的影響較大。由于地表水溫度受氣候的影響較大。由于地表水溫度受氣候的影響較大，與空氣源熱泵類似，當(dāng)環(huán)境溫度越低時熱泵的供熱量越小，而且熱泵的性能系統(tǒng)也會降低。一定的地表水體能夠承擔(dān)的冷熱負荷與其面積、深度和溫度等多種因數(shù)有關(guān)，需要根據(jù)具體情況進行計算。

4、結(jié)語

總之，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)所具有的強大節(jié)能性是毋庸置疑的，其所帶來的環(huán)境效益與節(jié)能效益是非常巨大的，在建筑供熱空調(diào)中采用地源熱泵技術(shù)可以有效地提高一次能源利用率，減少溫室效應(yīng)氣體二氧化碳和其它燃燒產(chǎn)生的污染物的排放，是一種高效節(jié)能、無污染的可再生能源系統(tǒng)，在實際的應(yīng)用中，我們應(yīng)當(dāng)重視其節(jié)能的特點，不斷提高其安裝維護技術(shù)，降低工程成本，以促使其更好的應(yīng)用在節(jié)能建筑的發(fā)展中。

參考文獻

[1]張曉斌.地源熱泵在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].經(jīng)營管理者，2012年04期.

[2]余紅海，周亞素，雷鳴.淺談地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的分類及其優(yōu)越性[J].節(jié)能技術(shù)，2006年05期.