暖通空調(diào)設(shè)計地源熱泵的應(yīng)用探討

李志方

摘 要：暖通空調(diào)是集采暖、通風(fēng)和空調(diào)調(diào)節(jié)三功能為一體的空調(diào)調(diào)節(jié)器。隨著社會經(jīng)濟水平的增長，人們的生活質(zhì)量也不斷提高，為尋求良好的居住環(huán)境，暖空空調(diào)的需求量也逐漸增大，與此同時也使地球資源的消耗速度不斷加快。本文從地源熱泵的工作原理進行分析，探討在暖通空調(diào)設(shè)計中，如何合理運用地源熱泵。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；設(shè)計；地源熱泵；應(yīng)用；探討

伴隨著社會的發(fā)展，人們的生活水平又上升到了一個新的高度，在這樣一種趨勢下，人們對各方面的要求也不斷提高，其中對生活環(huán)境方面的要求最高[1]。因此，大多數(shù)人為營舒適的居住環(huán)境，都安裝了各種各樣的電器和暖通空調(diào)，由此造成了大量的能源浪費的問題也受到社會廣泛的關(guān)注[2]。所以，為節(jié)省能源的消耗，人們一直在不斷地探索新的暖通空調(diào)技術(shù)，而本文所提到了地源熱泵技術(shù)就是這樣一種新型的技術(shù)，在節(jié)能降耗方面有著重要的作用。

1 地源熱泵的含義

地源熱泵是利用地下水、江河湖水、海水、廢水、地下水等各類水資源及土壤作為地源熱泵的冷、熱源，然后向這些冷、熱源輸入少量的高品位能源，以實現(xiàn)有低品位熱能向高品位熱能轉(zhuǎn)移的一種可再生能源技術(shù)。因此利用地源熱泵技術(shù)，可以有效的節(jié)約能源，保護環(huán)境，又能夠輸送熱量。

2 地源熱泵的工作原理

地源熱泵是一種以大地或水為冷熱源對建筑物進行冬暖夏涼的空調(diào)技術(shù)，利用水與地能進行冷熱交換來作為地源熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量“取”出來，供給室內(nèi)采暖，此時地能為“熱源”；夏季把室內(nèi)熱量取出來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時地能為“冷源”。通過對這些冷熱源的收放，來達到制熱/冷的目的，簡單來說就是地源熱泵只是在大地和室內(nèi)之間“轉(zhuǎn)移”能量，通過極小的電力來維持室內(nèi)所需要的溫度。因此，通過這樣一種原理，能夠在節(jié)能降耗的情況下，依舊保證居民室內(nèi)的理想溫度。

3 地源熱泵在暖通空調(diào)設(shè)計上的運用

3.1 合理正確的選擇地源熱泵系統(tǒng)類型

地緣熱泵的系統(tǒng)類型大致分為4種，每一種類型的系統(tǒng)在應(yīng)用上都各有不同，所以，在暖通空調(diào)的設(shè)計過程中，首先要考慮暖通空調(diào)是運用到什么建筑物上，然后再根據(jù)地源熱泵的系統(tǒng)類型進行選擇，這樣才能夠充分發(fā)揮地源熱泵的作用。（1）水平式地源熱泵。水平式地源熱泵是一種閉合換熱系統(tǒng)，適用于制冷供暖面積較小的建筑物，如小別墅、小型單體樓或獨棟等。（2）垂直式地源熱泵。適用于面積較大的建筑物，如寫字樓、別墅、大商場等。（3）地表水式地源熱泵。適用于中小型建筑物，尤其是靠近有水的地方的建筑物。（4）地下水式地源熱泵。適用于大面積建筑物，如大型單體建筑物、小型建筑群落等。不同的系統(tǒng)類型的地源熱泵都有其不同的特點，所以，在暖通空調(diào)的設(shè)計上，要根據(jù)各個類型的地源熱泵的特點來進行設(shè)計，這樣才能夠起到節(jié)能降耗的作用，才能夠節(jié)省國家資源，給用戶提供舒適的環(huán)境。

3.2 合理正確的選擇地源熱泵機組

目前，隨著地源熱泵技術(shù)的發(fā)展，市場上流行著各式各樣的機組類型，每一種機組類型的地源熱泵都有不同的功效，所以，在選擇機組的過程中，要根據(jù)工程的地源熱泵的類型來選擇相應(yīng)的機組。例如，在工程中，如果需要的是開放式地源熱泵的空調(diào)設(shè)計方法，但是采購了水環(huán)熱泵系統(tǒng)的機組，那么在夏天的時候這個空調(diào)就不能正常使用了。

3.3 性能參數(shù)與能效比的選擇

在暖通空調(diào)設(shè)計當(dāng)中有效的應(yīng)用地源熱泵，對機組的能效比和性能系數(shù)都有相當(dāng)嚴格的要求，同時，在市場上，每個廠家生產(chǎn)的機組的性能參數(shù)和機組能效比都不一樣，所以，設(shè)計者在選擇時要特別注意。例如美國某個廠家生產(chǎn)的機組，其制熱的性能系數(shù)一般在5.3～8.3之間，但在制冷時，其能效就不一樣了，大的有36t，而小的只有0.9t，相差很大。同時不同廠家都有不同的測定條件，所測出的值也會有偏差，包括在工程進行中，工程情況的不同對測出的值的要求也會造成一定的影響。

3.4 加強控制系統(tǒng)的管理

控制系統(tǒng)分別為熱泵機組的自動控制系統(tǒng)、水池的控制系統(tǒng)和井群控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)中各個組成部分都有其不同的作用。例如，熱泵機組的自動控制系統(tǒng)的作用主要是通過自動化裝置對暖通空調(diào)進行制冷制熱的有效控制，減少人為的工作量；而水池的控制系統(tǒng)的作用是根據(jù)水位的高低來判斷是否開啟深井蓋；而井群控制系統(tǒng)的作用是對整個系統(tǒng)進行分組管理，保證各個部分都能夠各司其職，促進控制系統(tǒng)發(fā)揮其作用。

3.5 回灌井、抽水井的選擇

抽水井和回灌井的選擇是保證暖通空調(diào)設(shè)計的正常運行的關(guān)鍵，所以在選擇過程中，既要能夠保證地源熱泵的正確應(yīng)用，又要保證能夠減少資源的消耗。目前，暖通空調(diào)設(shè)計的相關(guān)規(guī)定是：抽水井和回灌井的井深必須平均達一百米，自由升降度為七米，抽水量在93m3/小時，靜止水位平均在地下大約32m左右，回灌水量在48m3/小時，動水位平均在地下大約38m左右。

4 結(jié)語

綜上所述，目前，地源熱泵在暖通空調(diào)設(shè)計中的運用已逐漸頻繁，其污染小、壽命長、節(jié)省空間、節(jié)省資源等優(yōu)點是地源熱泵技術(shù)發(fā)展的重大優(yōu)勢[3]。同時地源熱泵的維護也較為簡單，維護費用也較低，在保護環(huán)境和經(jīng)濟效益上有顯著的效果，因此，將地源熱泵運用到暖通空調(diào)的設(shè)計中，不僅能夠有效地減少能源開發(fā)和浪費，也可以給人類提高理想的生活環(huán)境。

參考文獻

[1]李新國，胡璟，趙軍.地源熱泵—供暖空調(diào)節(jié)能環(huán)保技術(shù)[J].節(jié)能與環(huán)保，2016，5（8）：78-79.

[2]張艷秀.地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)節(jié)能中的運用分析[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015，4（16）：105-106.

[3]程偉.芻議地源熱泵在暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)：全文版，2014，8（17）：71-72.

（作者單位：廣東美的暖通設(shè)備有限公司）