淺議城市建筑中地源熱泵技術(shù)及其應(yīng)用

畢鍇

自從改革開放以來(lái)，我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)物質(zhì)得到大力的發(fā)展，人們的生活水平也得到顯著的提高。在住的方面，城市居民的供暖也愈加完善。當(dāng)前，在城市當(dāng)中廣泛使用的供熱系統(tǒng)都是燃煤鍋爐，這種供暖方式不僅會(huì)對(duì)大氣造成污染，同時(shí)對(duì)于資源的使用以及廢棄煤渣的處理都會(huì)嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。因此，這就需要我們積極地研發(fā)新的供熱方式，找尋清潔能源。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的努力，地?zé)嵩幢眉夹g(shù)如今已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進(jìn)展，可以取代以往非綠色的供熱方式。地?zé)嵩醇夹g(shù)主要是利用土壤當(dāng)中所存儲(chǔ)的太陽(yáng)能，通過(guò)一定的技術(shù)手段來(lái)將這些熱量轉(zhuǎn)換成人類所需要的制冷或者供暖的能量。我們可以把水體以及地表看成一個(gè)非常大的接收太陽(yáng)能的儀器，通過(guò)他們地球能夠?qū)⑻?yáng)百分之四十七的輻射能量?jī)?chǔ)存下來(lái)。并且，其還屬于一種平衡系統(tǒng)，可以保持太陽(yáng)能平衡，所以，我們可以將地?zé)嵩纯醋魇且粋€(gè)無(wú)限使用的太陽(yáng)能，對(duì)于我國(guó)乃至世界的能源利用都具有革命性的意義。

一、地源熱泵技術(shù)所具備的特點(diǎn)以及其工作原理

1.地源熱泵技術(shù)所具備的的特點(diǎn)

之所以地源熱泵技術(shù)能夠得到非常廣泛的使用，主要是因?yàn)樗軌蚍浅：玫貪M足人們的日常生活生產(chǎn)的需要，自身具備非常獨(dú)特的技術(shù)特性。對(duì)其進(jìn)行歸納總結(jié)，主要包含以下幾點(diǎn)：（1）因?yàn)榭梢詫⒌乇硭约暗厍虮砻婵醋魇且粋€(gè)太陽(yáng)能接收器，并且其所儲(chǔ)存的太陽(yáng)能還具備平衡特性，也就是能夠做到永不枯竭，所以，利用地?zé)嵩醇夹g(shù)將會(huì)綠色地解決城市居民的供暖問(wèn)題。（2）由于地?zé)嵩创嬖谟诘厍虻谋頊\層，這使得它能夠在一年四季當(dāng)中都不會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)處于冬天或者是夏天的時(shí)候，地?zé)嵩吹臏囟染团c實(shí)際的季節(jié)溫度相反，進(jìn)而能夠?yàn)槿藗兲峁┮粋€(gè)適合身體體溫的溫度。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，使用地?zé)嵩吹男室叱鰝鹘y(tǒng)的一倍多，但是其所使用的能量卻僅為傳統(tǒng)的百分之六十左右，這也就使地?zé)嵩幢镁邆淞司G色、清潔的特性，成為加劇新能源。（3）在傳統(tǒng)供暖方式當(dāng)中，需要在住宅樓當(dāng)中安裝各種供暖設(shè)備，由此帶來(lái)巨大的費(fèi)用。而地?zé)嵩幢脛t不需要，大大地降低了成本。（4）可以被廣泛的應(yīng)用于各種場(chǎng)所。比如：大型商場(chǎng)、別墅、辦公樓、賓館以及學(xué)校等。

2.地源熱泵技術(shù)的工作原理

根據(jù)載體的不同可以將地?zé)嵩幢梅譃橐韵氯N體系：（1）地表水熱泵系統(tǒng)（2）地下水熱泵系統(tǒng)（3）土壤源熱泵。雖然他們具備一定的差別，但是在制冷以及供暖的原理上都是殊途同歸的，都是一種利用水源熱泵的形式，以一種熱交換的形式實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而滿足人們?cè)谌粘Ｉa(chǎn)生活當(dāng)中的能量需求。而這種熱能的轉(zhuǎn)換過(guò)程也比較簡(jiǎn)單，因此能夠在廣大的范圍內(nèi)推廣使用。就比如說(shuō)小區(qū)住戶。在這些住宅樓當(dāng)中所使用的地源熱泵系統(tǒng)基本以地理管、地源金剛、熱水水箱、地板采暖、臥式風(fēng)盤以及立式風(fēng)盤為主。在住宅與地源之間用地理管和地源金剛進(jìn)行連接，以此來(lái)形成通路將地?zé)崮軅鬏數(shù)阶≌瑯钱?dāng)中。之后再通過(guò)臥式風(fēng)盤與立式風(fēng)盤的作用，把地?zé)徂D(zhuǎn)換成沐浴熱水和熱水水箱當(dāng)中的熱能，或者是轉(zhuǎn)換成地板采暖。

二、在暖通工程當(dāng)中地?zé)嵩幢眉夹g(shù)的應(yīng)用

1.地源熱泵技術(shù)在國(guó)外的應(yīng)用情況

地源熱泵技術(shù)在國(guó)外發(fā)展的比較早，并且也更加普遍。在美國(guó)，艾德生電力機(jī)構(gòu)、國(guó)家環(huán)境保護(hù)局以及能源部等在1994年成立了一個(gè)地?zé)嵩幢脜f(xié)會(huì)，專門來(lái)推廣美國(guó)地?zé)嵩醇夹g(shù)的應(yīng)用。并且，美國(guó)很多位總統(tǒng)都曾在不同的場(chǎng)合多次強(qiáng)調(diào)發(fā)展地?zé)嵩醇夹g(shù)的意義，并且大力倡導(dǎo)美國(guó)發(fā)展使用該項(xiàng)技術(shù)。在很多高端住宅領(lǐng)域，美國(guó)人都喜歡應(yīng)用地?zé)嵩醇夹g(shù)。不僅是因?yàn)槠淠軌蚝芎玫貪M足人們的日常需要，更是因?yàn)槠渚G色、清潔的特性，能夠保障高端住宅區(qū)的環(huán)境。在近代以來(lái)，美國(guó)技術(shù)就一直走在領(lǐng)先的行列，由此可見，在今后住宅的制冷供暖方面，地?zé)嵩醇夹g(shù)必定成為一個(gè)主流方向。當(dāng)然，除了美國(guó)之外，澳大利亞以及歐洲的很多國(guó)家也在大力地發(fā)展地?zé)嵩醇夹g(shù)，投入專項(xiàng)資金進(jìn)行相關(guān)建設(shè)。在亞洲，像日本以及韓國(guó)等國(guó)家政府也都在大力的發(fā)展地?zé)嵩醇夹g(shù)。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查顯示，挪威和瑞士在地?zé)嵩幢玫氖褂寐噬弦呀?jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于百分之九十六。從世界各國(guó)的反應(yīng)來(lái)看，在新世紀(jì)的制冷供熱上，地?zé)嵩醇夹g(shù)必定會(huì)成為一項(xiàng)重要的技術(shù)手段。

2.地源熱泵技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用情況

地源熱泵技術(shù)不僅在國(guó)外得到廣泛的應(yīng)用，在我們國(guó)家也得到大力的發(fā)展與支持，并且，該項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)所具備的發(fā)展前景也非常大。如今，我們國(guó)家大力宣傳地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用，并且對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)劃，地方的各級(jí)政府也都積極地參與。在2015年，我國(guó)曾在上海舉行了一次地源熱泵展，有超過(guò)150家的供應(yīng)鏈以及供應(yīng)商等企業(yè)參加。而根據(jù)相關(guān)的報(bào)道也表明，我們國(guó)家的硅谷——北京中關(guān)村也將分體式的冷風(fēng)型以及熱風(fēng)型的水源熱泵建設(shè)完成。在我國(guó)的大多城市當(dāng)中，也都正在大力地發(fā)展地源熱泵相關(guān)技術(shù)，積極宣傳地源熱泵技術(shù)的意義，加強(qiáng)在暖通工程中地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用，為城市提供一個(gè)更加舒適、更加環(huán)保的以及更加安全的供暖方式。在2015年初，我國(guó)唯一一款關(guān)于地源熱泵的集成設(shè)計(jì)系統(tǒng)上市而且公開進(jìn)行發(fā)售，該系統(tǒng)完全由我們國(guó)家自主研發(fā)完成。利用該款系統(tǒng)，能夠?qū)嵤﹦?dòng)態(tài)傳熱，進(jìn)而將地理管和地源熱泵的熱交換器系統(tǒng)的工作狀態(tài)以及物理模型模擬出來(lái)。同時(shí)將相應(yīng)的物理狀態(tài)以及數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，進(jìn)而提高系統(tǒng)的可靠性以及安全性?？梢哉f(shuō)，我們國(guó)家已經(jīng)在分析地理管換熱器傳輸熱量的軟件系統(tǒng)方面具備了國(guó)際領(lǐng)先水平。在國(guó)際地源熱泵領(lǐng)域，我們國(guó)家已經(jīng)能夠占據(jù)一席之地。通過(guò)軟件方面的優(yōu)勢(shì)，必定能夠推動(dòng)我國(guó)地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用。在接下來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，我們還需要繼續(xù)加大人力物力的投入，這樣在未來(lái)我們才能夠趕超西方國(guó)家，實(shí)現(xiàn)中華民族的繁榮復(fù)興。

3.地源熱泵技術(shù)發(fā)展在我國(guó)受到的支持

國(guó)內(nèi)外的很多專家學(xué)者都非常關(guān)注地源熱泵技術(shù)在當(dāng)前的應(yīng)用情況。在我們國(guó)家，從中央到地方，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)都非常關(guān)注有關(guān)地源熱泵技術(shù)方面的研究以及應(yīng)用。如今，在國(guó)際能源競(jìng)爭(zhēng)力當(dāng)中，地源熱泵技術(shù)已經(jīng)成為了衡量其的一項(xiàng)重要指標(biāo)。只有將地源熱泵技術(shù)大力發(fā)展起來(lái)，才能夠支撐我們國(guó)家和社會(huì)的進(jìn)步，才能夠保障人類賴以生存的家園。同時(shí)，我們國(guó)家也制定過(guò)相應(yīng)的發(fā)展規(guī)劃和發(fā)展報(bào)告書對(duì)地源熱泵技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用做出指示。比如，在陜西省以及重慶市等地區(qū)，我們國(guó)家已經(jīng)加大了對(duì)可再生能源的政府補(bǔ)貼，同時(shí)在行政建筑、醫(yī)院和學(xué)校等場(chǎng)所推廣地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用。如今，地源熱泵技術(shù)不僅代表著新能源的發(fā)展，也成為影響人們生活生產(chǎn)的主要因素。

三、結(jié)語(yǔ)

以往的城市供暖方式大多采用燃煤鍋爐，這種供暖形式不僅對(duì)資源來(lái)說(shuō)是一種浪費(fèi)，同時(shí)所產(chǎn)生的廢物也嚴(yán)重的影響著我們的居住環(huán)境。而地源熱泵技術(shù)則是應(yīng)用太陽(yáng)能，屬于可再生的清潔能源，不僅能夠提供給人們更好的生產(chǎn)生活體驗(yàn)，而且不浪費(fèi)資源，不污染環(huán)境。如今，地源熱泵技術(shù)已經(jīng)成為了一項(xiàng)衡量國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)，世界各國(guó)都在大力地發(fā)展應(yīng)用，各國(guó)政府都非常重視其發(fā)展?fàn)顩r。在當(dāng)前我們中國(guó)夢(mèng)建設(shè)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，我們更應(yīng)該加大對(duì)地源熱泵技術(shù)的投入，走在世界的前列。