探究暖通空調(diào)領(lǐng)域新能源熱泵技術(shù)的應(yīng)用

【摘 要】目前我國資源能源短缺和國家大力倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展，暖通空調(diào)領(lǐng)域應(yīng)該采用更加節(jié)能的新技術(shù)來有效降低能耗，而選擇資源豐富并且能與環(huán)境實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的新能源是降低暖通空調(diào)能耗的有效途徑。

【關(guān)鍵詞】暖通空調(diào)領(lǐng)域；新能源；熱泵技術(shù)；應(yīng)用

1地源熱泵的分析

1.1地源熱泵的工作原理

我國對于熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)也有著相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，其中地源熱泵系統(tǒng)中包括了水源熱泵機(jī)組，地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)以及建筑物內(nèi)系統(tǒng)等多個部分。針對冬季供暖以及夏季制冷上，采用地源熱泵也可以更好的提高其熱轉(zhuǎn)換的效率。壓縮機(jī)對冷媒做功的情況下，氣體和液體之間就會形成轉(zhuǎn)換，這樣所產(chǎn)生的熱量會通過風(fēng)機(jī)盤管吸收而輸送到需要供熱的空間內(nèi)；在壓縮機(jī)對冷媒做功并且對調(diào)節(jié)閥門改變冷媒流向的情況下，蒸發(fā)器內(nèi)的冷媒會將空間內(nèi)的熱量傳送的冷媒當(dāng)中，這樣在將熱量進(jìn)行循環(huán)后，從而形成熱轉(zhuǎn)換的效果。地源熱泵的工作原理如下圖所示。

1.2地源熱泵的特點(diǎn)

熱源熱泵在應(yīng)用時不僅有著節(jié)能環(huán)保的效果，而且其經(jīng)濟(jì)性也相對較高，相比以往的電能取暖，在能耗上也有了大幅的改進(jìn)。地源熱泵在運(yùn)行的過程中不會消耗水資源，同時也不會產(chǎn)生其他的污染物質(zhì)，而且其維護(hù)也有著安全性、穩(wěn)定性以及高壽命的特點(diǎn)。因此我國政府對于地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用也給予了高度的重視，并頒布了一系列的相關(guān)措施來促進(jìn)地源熱泵的發(fā)展普及，這對于地源熱泵技術(shù)的廣泛推廣也提供了重要的環(huán)境基礎(chǔ)。

1.3地源熱泵系統(tǒng)現(xiàn)狀

在長期研究使用過程中也發(fā)現(xiàn)了地源熱泵的許多不足之處。地質(zhì)條件限制，對于使用地下水源熱泵的項(xiàng)目在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)前必須了解當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)水資源使用的政策法規(guī)，對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘測，確保大量開采地下水不會引起地面裂縫、沉降或塌陷等問題。必須采取安全可靠的地下水回灌措施，保證不會對地下水源造成污染和浪費(fèi)。初投資大回收期長，地源熱泵系統(tǒng)由于施工工藝限制打井得到達(dá)一定的深度才能得到常年恒定的環(huán)境溫度，初投資相對空氣源熱泵、太陽能熱泵而言較高，因此需要政府的大力支持。

2空氣源熱泵

2.1空氣源熱泵的優(yōu)點(diǎn)

空氣源熱泵原理就是通過利用逆卡諾原理，用較少電能吸收空氣中大量的低溫?zé)崮?，通過壓縮機(jī)的壓縮變?yōu)楦邷責(zé)崮?，是一種比較節(jié)能高效的熱泵技術(shù)，該系統(tǒng)相對于其他的系統(tǒng)來說對能源相對節(jié)約，耗電量僅僅是電鍋爐的1/4，而且該技術(shù)不會對環(huán)境產(chǎn)生污染。該系統(tǒng)使用電能作為其驅(qū)動能源，對其工作狀態(tài)的控制能夠更順利、合理的完成，而且這個系統(tǒng)不僅僅能夠進(jìn)行熱能的制造，還能夠降低溫度，應(yīng)用范圍較廣，使用率較高。空氣源熱泵的工作原理如下圖所示。

2.2空氣源熱泵存在的問題

空氣源熱泵在應(yīng)用的過程中也存在著一些問題，例如其低溫的適應(yīng)能力相對較差；在輸出功率想相比其他熱泵也有著一定的劣勢；如果空氣環(huán)境的溫度過低，那么熱泵的壓縮機(jī)在運(yùn)行的過程中也會發(fā)生停機(jī)的問題，這樣就需要采用電機(jī)加熱的方式來進(jìn)行輔助，因此還需要找出更加科學(xué)有效的方法來對其加以改進(jìn)和完善。

3太陽能熱泵

3.1太陽能熱泵采暖

太陽能熱泵系統(tǒng)是將太陽能利用技術(shù)和熱泵技術(shù)有機(jī)組合的復(fù)合型技術(shù)，其采暖系統(tǒng)由太陽能集熱系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng)組成。太陽能熱泵采暖系統(tǒng)突出的優(yōu)點(diǎn)就是通過極少量的電能獲得數(shù)倍于電能的熱量，能有效利用低溫?zé)嵩础Ｅc地源熱泵、空氣源熱泵耦合使用能夠有效克服太陽能的分散性和間歇性等問題的不足。

3.2太陽能熱泵制冷

太陽能熱泵制冷系統(tǒng)與采暖系統(tǒng)相比增加了熱交換器、儲冷水箱及制冷末端等設(shè)備，其工作原理是利用制冷劑在壓縮機(jī)的作用下蒸發(fā)吸收儲冷水箱的熱量降低其溫度，儲冷水箱通過熱交換器降低管道中空氣或水等介質(zhì)的溫度，通過管道將冷量送至制冷末端設(shè)備達(dá)到降低室內(nèi)溫度的目的。

3.3太陽能熱泵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

太陽能作為一種取之不盡用之不竭的清潔能源，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域，通過熱泵技術(shù)利用太陽能是解決當(dāng)前能源危機(jī)的一種重要途徑。太陽能熱泵在進(jìn)一步發(fā)展中還需要克服太陽能分散性、不穩(wěn)定性強(qiáng)，項(xiàng)目初投資費(fèi)用高等問題。

4污水源熱泵的工作原理及特點(diǎn)

污水源熱泵技術(shù)從城鎮(zhèn)化建設(shè)發(fā)展中應(yīng)運(yùn)而生，成為一種“新能源”利用技術(shù)。城市污水全年溫度變化小，相對江河水溫度穩(wěn)定，具有良好的熱能特征。污水源熱泵是以城市污水為冷熱源，利用熱泵原理提升能量為建筑物制冷供熱的節(jié)能設(shè)備。在一定程度上緩解了當(dāng)前能源與環(huán)境的緊張形勢。污水源熱泵能夠有效回收城市污水的廢熱，利用熱泵技術(shù)既可以制冷又可以供暖，省去了鍋爐系統(tǒng)和冷卻塔等設(shè)備。運(yùn)行過程中不向環(huán)境排放任何廢水、廢渣和廢氣，節(jié)能環(huán)保效果顯著。目前污水源熱泵技術(shù)的應(yīng)用還有許多技術(shù)問題亟待解決，如污水水質(zhì)處理、污水堵塞及換熱器污染結(jié)垢等。

5結(jié)語

總之，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該緊緊把握新能源熱泵應(yīng)用技術(shù)更新的機(jī)遇，秉持可持續(xù)發(fā)展的觀念，結(jié)合地域特點(diǎn)合理選用材料設(shè)備，對傳統(tǒng)供暖系統(tǒng)的缺陷進(jìn)行改善，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)建設(shè)和生態(tài)環(huán)境的有機(jī)結(jié)合。

參考文獻(xiàn)：

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[2]宿曉科.關(guān)于實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)領(lǐng)域設(shè)計(jì)的新能源熱泵應(yīng)用技術(shù)研究[J].知識，2016，36（01）.

作者簡介：

劉麗玉（1986.1-），女，山東煙臺人，天津城建大學(xué)供熱供燃?xì)馔L(fēng)及空調(diào)工程碩士研究生，暖通工程師，單位：煙臺市建筑設(shè)計(jì)研究股份有限公司，研究方向：建筑暖通。

（作者單位：煙臺市建筑設(shè)計(jì)研究股份有限公司）