地埋管地源熱泵和空氣源熱泵的節(jié)能性對比探討

張智勇（陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司，陜西 西安 710077）

引言：

空調(diào)已經(jīng)成為普遍使用的家用電器。但是空調(diào)的能源消耗量非常大，沒有達(dá)到節(jié)能環(huán)保的要求，降低空調(diào)的能源使用量成為需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。熱泵使空調(diào)的冷熱源廣泛適應(yīng)，特別是在城市中，多數(shù)的建筑物安裝有空氣源熱泵[1]。國家倡導(dǎo)綠色發(fā)展，空氣源熱泵的能源消耗流量大，人們開始關(guān)注地埋管地源熱泵。對空氣源熱泵的節(jié)能性與地埋管地源熱泵的節(jié)能性進(jìn)行對比是非常必要的。

一、熱泵在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中熱泵發(fā)揮著重要的作用

空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中熱泵是冷熱源，其所發(fā)揮的作用是不可替代的。熱泵的應(yīng)用范圍是非常廣泛的，除了用于空調(diào)系統(tǒng)之外，還可以用于工業(yè)生產(chǎn)中，也可以發(fā)揮烘干作用。在空調(diào)系統(tǒng)中使用熱泵是非常有利的。在空調(diào)系統(tǒng)中，熱泵可以對熱源進(jìn)行調(diào)節(jié)，為室內(nèi)環(huán)境提供高質(zhì)量的熱源。

近年來，熱泵呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢，作為空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源，不僅可以制冷，還可以供熱，充分滿足了空調(diào)的冷熱交換需求。所以，熱泵已經(jīng)受到了高度重視[2]。

（二）空調(diào)熱泵的種類

對空調(diào)熱泵進(jìn)行分類中，不同的分類方法，熱泵的類型有所不同。在空調(diào)系統(tǒng)中，冷熱源熱泵如果按照循環(huán)原理進(jìn)行分類，根據(jù)熱泵吸熱和放熱的介質(zhì)以及熱泵的吸熱源對熱泵劃分，空調(diào)熱泵的種類可以分為三種，主要包括空氣源熱泵、地埋管地源熱泵、水源熱泵。其中，被廣泛關(guān)注的是空氣源熱泵和地埋管地源熱泵。從節(jié)能的角度而言，這兩種熱泵都存在優(yōu)勢，也都有缺點(diǎn)。具體如下。

1.空氣源熱泵。這種熱泵是空調(diào)系統(tǒng)中較為常用的，空調(diào)運(yùn)行中，空氣源熱泵就可以發(fā)揮出明顯的優(yōu)勢。

空氣源熱泵的運(yùn)行非常安全，不需要燃?xì)?，在運(yùn)行的過程中也不會有廢氣產(chǎn)，更不會有露點(diǎn)出現(xiàn)導(dǎo)致危險狀況。

空氣源熱泵的運(yùn)行中，可以提高室內(nèi)的舒適度。在使用熱水的過程中，熱度可以保持恒定，不會出現(xiàn)冷熱不均的問題。熱水的供給可以24 小時持續(xù)進(jìn)行，不會有間斷性。

空氣源熱泵的運(yùn)行更加具有環(huán)保性。熱水器如果安裝空氣源熱泵，可以在需要的情況下釋放出冷風(fēng)，使得室內(nèi)的溫度降低[3]。

空氣源熱泵主要為三種：第一種是冷暖空調(diào)機(jī)和一拖多空調(diào)；第二種是VRV(Variable Refrigerant Volume)空調(diào)系統(tǒng)和空調(diào)多聯(lián)機(jī)；第三種是風(fēng)冷式冷熱水熱泵。

地埋管地源熱泵。這種熱泵的熱源來自大地，為建筑物提供調(diào)節(jié)室內(nèi)空間的技術(shù)，主要包括兩種：其一為地源熱泵；其二為大地藕合式熱泵。

地埋管地源熱泵的運(yùn)行原理是，天氣炎熱的時候，熱泵可以將室內(nèi)的熱量吸收，在地源中將熱量釋放出去，由此可以起到制冷的效果。當(dāng)天氣寒冷的時候，地源中的熱量被熱泵吸收，傳輸被建筑物，可以提升室內(nèi)的溫度[4]。

地埋管地源熱泵的使用中，可以發(fā)揮如下的優(yōu)點(diǎn)。

其一，地埋管地源熱泵是將可再生能源充分利用，達(dá)到了能源循環(huán)使用的效果。

其二，地埋管地源熱泵的使用中可以降低能源消耗，提高熱泵的經(jīng)濟(jì)性，降低熱泵使用成本。

其三，地埋管地源熱泵的使用中具有非常好的環(huán)境保護(hù)效果。

其四，地埋管地源熱泵的使用范圍非常廣泛，且可以一機(jī)多用，具有很好的兼容性。

其五，地埋管地源熱泵的技術(shù)維護(hù)比較簡單而且方便，所以維護(hù)費(fèi)要相對較低一些。

地埋管地源熱泵主要為三種：第一種是豎直埋管式的地源熱泵；第二種是水平埋管式的地源熱泵；第三種是前兩種熱泵技術(shù)相結(jié)合構(gòu)成的地源熱泵[5]。

二、比較空氣源熱泵的節(jié)能型和地埋管地源熱泵的節(jié)能性

空氣源熱泵和地埋管地源熱泵都有其各自的優(yōu)勢，但在具體的應(yīng)用中還要根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的熱泵，以獲得良好的能源節(jié)約效果。

中國走綠色發(fā)展道路，在熱泵的選擇和使用中，首先要考慮的問題就是熱泵的能源節(jié)約效果。從當(dāng)前某地區(qū)的熱泵使用情況來看，當(dāng)?shù)氐南奶鞖夂蜓谉?，空調(diào)設(shè)計(jì)溫度為35.0 攝氏度，最高溫度是39.2 攝氏度。冬季氣候寒冷，空調(diào)設(shè)計(jì)溫度為69.2 攝氏度，最低溫度是零下12.5 攝氏度。

該地區(qū)早期使用的熱泵，夏天熱泵的冷凝溫度與冷凝空氣在進(jìn)口處的溫度會存在很大的差距，現(xiàn)在的熱泵則不然，差值大大縮小了。關(guān)注這種差距，進(jìn)口的熱泵和國產(chǎn)的熱泵還有所不同，通常國產(chǎn)熱泵的這種差距會更小一些。

由于當(dāng)?shù)氐南奶焓褂玫芈窆艿責(zé)嵩礋岜帽容^好，但是從節(jié)能的角度而言，冬季使用地埋管地?zé)嵩礋岜镁哂懈玫墓?jié)能效果。所以，與空氣源熱泵相比較，地埋管地源熱泵的能源節(jié)約效果會更好一些。當(dāng)夏天氣候溫度為27 攝氏度的時候，如果使用空氣源熱泵，在熱泵處于運(yùn)行狀態(tài)的時候，所消耗的能源等同于地源熱泵30 攝氏度的水溫度消耗的能浪。如果熱泵是在5 攝氏度的環(huán)境下運(yùn)行，所消耗的能源相當(dāng)于地源熱泵在0 攝氏度的時候所消耗的能量。這種比較看起來似乎不存在明顯的差別，但是如果將所有的熱泵用戶累加，按照全面的能源消耗量計(jì)算，差距就非常明顯了[6]。

當(dāng)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度加快，對于熱泵的性能也有了更高的要求，具有良好的能源節(jié)約效果的熱泵是非常受歡迎的。通過比較可以明確，與空氣源熱泵的節(jié)能效果相比較，地埋管地源熱泵的節(jié)能效果會更好一些。當(dāng)然了，要將地埋管地源熱泵的效能充分發(fā)揮出來，還要結(jié)合實(shí)際的使用情況對技術(shù)不斷創(chuàng)新，使地埋管地源熱泵能夠更好地適應(yīng)環(huán)境，發(fā)揮其價值。

結(jié)束語：

綜上所述，當(dāng)前，世界上的許多國家已經(jīng)普遍使用了地埋管地源熱泵，而且這種空調(diào)技術(shù)非常成熟。中國已經(jīng)認(rèn)識到地埋管地源熱泵的優(yōu)勢，在應(yīng)用上尚處于初級階段。地埋管地源熱泵技術(shù)與空氣源熱泵技術(shù)相比較，具有更好的節(jié)能性，符合了國家綠色低碳發(fā)展需求。隨著人們生活水平的提高，空調(diào)供熱成為主要的生活需求，對地埋管地源熱泵技術(shù)充分利用，發(fā)揮其價值，不僅可以室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)作用，而且還具有非常好的節(jié)能效果。