淺論暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中地源熱泵的應(yīng)用

【摘要】隨著我國社會的快速發(fā)展，人們越來越重視清潔能源的開發(fā)，其中熱泵技術(shù)主要就是清潔、高效的功能技術(shù)。其主要就是直接從自然界獲取空氣、水以及土壤中的熱能，將其轉(zhuǎn)化為別的能量，進(jìn)而能夠達(dá)到零污染物的排放。本文主要講述了地源熱泵的優(yōu)點(diǎn)和分類，地源熱泵中暖通設(shè)計(jì)的應(yīng)用以及未來主要發(fā)展的趨勢。

【關(guān)鍵詞】暖通空調(diào)；地源熱泵；應(yīng)用

隨著人們生活水平質(zhì)量日益提高，人們對于空調(diào)機(jī)的需求越來越高，并且在日常生活和工作中對空調(diào)的依賴性越來越大，進(jìn)而造成了諸多能源的浪費(fèi)。另外，地球上可以利用的資源日趨減少，人們越來越重視環(huán)保節(jié)能的話題，并且已經(jīng)成為當(dāng)今時(shí)代主要發(fā)展的潮流。地源熱泵具有熱源穩(wěn)定、再生能源以及安全性、環(huán)保性等諸多優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)而得到了暖通空調(diào)設(shè)計(jì)人員們的認(rèn)可，也已經(jīng)成為我國暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的一種發(fā)展趨勢。

1地源熱泵的優(yōu)點(diǎn)以及分類

1.1 地源熱泵在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

1.1.1 目前，對于暖通空調(diào)需求量比較大的地區(qū)往往是北方地區(qū)，其主要原因就是因?yàn)楸狈蕉颈容^寒冷，地源熱泵長期埋在地下，不僅不會影響建筑物的美觀，還能夠確保雪霜不會對其造成一定的損壞。

1.1.2 地源熱泵在暖通空調(diào)中使用的時(shí)候與傳統(tǒng)的空調(diào)具有一定的差異性，并不會排除相應(yīng)的污染物，進(jìn)而能夠有效的降低對人們?nèi)梭w和環(huán)境的污染。

1.1.3 在所有環(huán)境的介質(zhì)當(dāng)中，大地的溫度變化是比較穩(wěn)定的，即便是在冬天的時(shí)候大地的溫度也會比室內(nèi)的溫度高，在比較炎熱的夏天的時(shí)候卻相反，地源熱泵就是利用了這個(gè)特點(diǎn)，從而能夠提高熱能的利用效率，充分的利用了能源。

1.1.4 大地本身也具有儲存熱能和冷能的功能，可以將夏天比較高的熱能儲存到大地中，從而在冬季的時(shí)候使用，還可以將冬季的冷能存儲到大地中，進(jìn)而可以在夏天的時(shí)候使用。地源熱泵正是利用了大地的這個(gè)存儲功能，可以滿足冬季和夏季對空調(diào)的要求，不僅不會對環(huán)境造成污染，還可以有效的提高能源的利用效率。

1.2 地源熱泵的分類

1.2.1 地下水熱泵系統(tǒng)。隨著地源熱泵技術(shù)的快速發(fā)展，地下水熱泵系統(tǒng)主要被廣泛的應(yīng)用到商業(yè)建筑中，比較常見的形式就是一側(cè)走熱泵機(jī)組進(jìn)行水冷卻，另外一側(cè)走地下水，然后利用水與水式板式換熱器，地下水熱泵系統(tǒng)早已經(jīng)在歐洲等發(fā)達(dá)國家廣泛的應(yīng)用。

1.2.2 土壤源熱泵。土壤源熱泵主要將換熱器埋在地下，主要就是以大地為熱源，與大地之間進(jìn)行冷熱交換。土壤源熱泵系統(tǒng)的主機(jī)往往都是選擇熱泵機(jī)組以及水-氣熱泵機(jī)組來完成相應(yīng)的工作。土壤源熱泵系統(tǒng)能夠根據(jù)地下熱交換器的布置來完成相應(yīng)的工作，進(jìn)而提供更優(yōu)質(zhì)的熱能。

1.2.3 地表水熱泵系統(tǒng)。地表水熱泵系統(tǒng)可以分為兩大類系統(tǒng)，即開路和閉路系統(tǒng)。在比較寒冷的地區(qū)往往都會選擇閉路系統(tǒng)，并不適合開路系統(tǒng)。但是，由于管道和水中的其他設(shè)備容易在河流中受到腐蝕和損傷。另外，如果比較淺的時(shí)候，還會導(dǎo)致效率的降低，最終造成制冷或供熱能力的降低，其主要原因是因?yàn)楹吹臏囟葧S著氣候的變化而發(fā)生較大的變化。地表水熱泵系統(tǒng)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，比如造價(jià)比較低、泵耗能比較低以及運(yùn)行成本較低等優(yōu)點(diǎn)。

2、暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中地源熱泵的應(yīng)用

2.1 正確選擇機(jī)組

必須要結(jié)合地源熱泵的實(shí)際情況選擇正確的機(jī)組，所選機(jī)組必須要與地源熱泵的類型相匹配。目前我國市場上的機(jī)組諸多，十分的繁雜，并沒有統(tǒng)一的規(guī)范，所以在選擇機(jī)組的時(shí)候必須要確認(rèn)其能夠適合地源熱泵的類型。比如開放式地源熱泵空調(diào)設(shè)計(jì)的時(shí)候，如果選擇了水環(huán)熱泵系統(tǒng)的機(jī)組，進(jìn)而就會造成其夏天不能正常的使用。

2.2 能效比與性能系數(shù)的選擇

在進(jìn)行暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的時(shí)候，如果選擇有效的地源熱泵，對機(jī)組的能效比和性能系數(shù)有著非常高的要求。由于廠家的不同，機(jī)組能效比和性能系數(shù)是存在一定的差異性，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員必須要加以注意。比如德國廠家所生產(chǎn)的機(jī)組，其制熱性能系數(shù)一般會在4.5到7.2之間，但是在進(jìn)行制冷的時(shí)候，小的只有0.65噸，大的卻能夠高達(dá)30噸，兩者之間的差異性非常巨大。另外，廠家在進(jìn)行測定的時(shí)候，其條件的不同所測出的值也會存在著一定的偏差。

2.3 抽水井、回灌井的選擇

為了能夠保障暖通空調(diào)的正常運(yùn)行，其主要的環(huán)節(jié)就是抽水井和回灌井的選擇，不僅需要保障地源熱泵的正確應(yīng)用，還應(yīng)該降低能源消耗的浪費(fèi)。根據(jù)相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，抽水井和回灌井的井深平均應(yīng)該在100米，自由升降度應(yīng)該控制在7米左右，抽水量控制在每小時(shí)95立方米左右，回灌水量控制在每小時(shí)48立方米左右，靜止水位應(yīng)該在地下32米，動水位平均應(yīng)該為地下38米。

2.4 控制系統(tǒng)

目前比較常見的控制系統(tǒng)有熱泵機(jī)組的自動控制系統(tǒng)、水池的控制系統(tǒng)以及井群控制系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)各司其職。熱泵機(jī)組自動控制系統(tǒng)的主要作用就是有效的利用自動化裝置完成對暖通空調(diào)的制冷制熱控制，從而達(dá)到減少人為的操作。水池控制的主要作用就是根據(jù)水位的實(shí)際情況來選擇是否需要開啟深井蓋。井群控制系統(tǒng)的主要作用就是完成分組管理，進(jìn)而能夠充分的發(fā)揮出控制系統(tǒng)的作用和價(jià)值。

3、地源熱泵在我國的發(fā)展現(xiàn)狀及前景

我國在本世紀(jì)初期的時(shí)候就已經(jīng)開始進(jìn)行土壤源熱泵的研發(fā)階段，目前我國已經(jīng)具有許多機(jī)構(gòu)成立了土壤源熱泵實(shí)驗(yàn)臺，其主要功能就是研發(fā)地下?lián)Q熱器與地面熱泵設(shè)備之間進(jìn)行長期聯(lián)合運(yùn)行。我國的重慶、長春以及溫州等地區(qū)已經(jīng)建立了土壤源熱泵系統(tǒng)示范工程，進(jìn)而得到了諸多房地產(chǎn)開發(fā)商的關(guān)注和重視。另外，我國許多國家級的建筑物已經(jīng)運(yùn)用地源熱泵功能系統(tǒng)，比如毛主席紀(jì)念堂等國家級建筑。我國將北京、天津以及沈陽等城市作為地源熱泵試點(diǎn)城市，并且逐漸的覆蓋全國范圍，大力發(fā)展我國地源熱泵。

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，地源熱泵工程技術(shù)得到了快速的發(fā)展和進(jìn)步。其本身具有諸多優(yōu)點(diǎn)，并且能夠達(dá)到我國鼓勵(lì)提倡的低碳環(huán)保節(jié)能的原則，在我國具有非常廣闊的發(fā)展前景。目前，地源熱泵系統(tǒng)已經(jīng)成為人們利用低溫?zé)崮茏顬橄冗M(jìn)的技術(shù)，其本身具有很強(qiáng)的競爭力，進(jìn)而得到了全球范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。

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