暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中地源熱泵的應(yīng)用研究

趙托

【摘要】隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)行業(yè)迎來了“春天”，但人們對室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)要求提高，也給裝修設(shè)計(jì)行業(yè)提出了挑戰(zhàn)。暖通空調(diào)是室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，將地源熱泵應(yīng)用于其中，可以增強(qiáng)室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)的靈活性，提升室內(nèi)空間的宜居性，進(jìn)而優(yōu)化室內(nèi)居住體驗(yàn)感。在此基礎(chǔ)上，本文將重點(diǎn)分析地源熱泵的優(yōu)勢，探索其應(yīng)用策略，為暖通設(shè)計(jì)提供參考。

【關(guān)鍵詞】暖通空調(diào)設(shè)計(jì);地源熱泵;應(yīng)用策略

相比傳統(tǒng)空氣源熱泵而言，地源熱泵具有靈活性、環(huán)保性等特征，其不僅可以節(jié)省供暖成本，還具有環(huán)保價(jià)值，供暖效果非常顯著。但是，根據(jù)調(diào)查顯示，在地源熱泵實(shí)際應(yīng)用中，仍然存在一些問題，如：供暖失衡、設(shè)計(jì)不合理等等，嚴(yán)重影響了地源熱泵應(yīng)用效果。因此，如何充分發(fā)揮地源熱泵的優(yōu)勢，如何滿足人們?nèi)找嬖鲩L的供暖需求，成為暖通設(shè)計(jì)改革創(chuàng)新的關(guān)鍵。

1、地源熱泵的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們經(jīng)濟(jì)收入日益增加，對生活品質(zhì)和要求提高，尤其是對生活居住區(qū)域的供暖舒適度越來越重視，這無形中增加了室內(nèi)暖通設(shè)計(jì)的壓力。在這樣的時(shí)代背景下，將地源熱泵應(yīng)用于暖通系統(tǒng)，既符合時(shí)代發(fā)展要求，也是提升供暖舒適性、靈活性的有效途徑。但是，在地源熱泵實(shí)際應(yīng)用中，由于地區(qū)環(huán)境條件的差異，如：土地?zé)崃砍潭炔痪猓o地源熱泵供暖造成了不利影響。例如，南方地區(qū)地表熱能充足，地源熱泵可以儲存大量熱量，保障暖通空調(diào)運(yùn)行穩(wěn)定性。但是，北方地區(qū)氣候干冷，其供暖需求市場大，這會導(dǎo)致熱量消耗大，長此以往會引起土壤溫度失衡問題，供暖穩(wěn)定性也得不到保障。由此可見，想要保障地源熱泵供暖質(zhì)量，必須充分考慮地區(qū)特征、氣候環(huán)境等因素，優(yōu)化暖通空調(diào)設(shè)計(jì)，有效改善熱量失衡問題。

2、地源熱泵供暖應(yīng)用優(yōu)勢分析

2.1有利于提高供暖經(jīng)濟(jì)效益

相比傳統(tǒng)室內(nèi)空調(diào)而言，地源熱泵的冷卻效果和供熱效果更佳，既可以提升供應(yīng)空間舒適度，也能控制經(jīng)濟(jì)成本，有利于提高整體經(jīng)濟(jì)效益。從制冷角度來看，地源熱泵制冷溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)，而從供暖角度來看，地源熱泵主要依靠電能，供暖效果佳、能源消耗低，總體消耗是傳統(tǒng)供暖系統(tǒng)的1/3。同時(shí)，地源熱泵可以實(shí)現(xiàn)自主運(yùn)行，無需人員值守監(jiān)管，有效減少了管理成本，經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)一步提升。

2.2有利于提升供暖節(jié)能性

根據(jù)調(diào)查顯示，在建筑污染調(diào)查中，空調(diào)所產(chǎn)生的污染占比大，這對綠色建筑行業(yè)發(fā)展非常不利，甚至還會影響人們居住健康。因此，將地源熱泵應(yīng)用于供暖設(shè)計(jì)中，可以有效降低空調(diào)污染，減少污染物排放量，符合節(jié)能減排的發(fā)展目標(biāo)。同時(shí)，地源熱泵系統(tǒng)可以提升能源利用效率，既能避免能源過度消耗問題，也能達(dá)到較好的控溫效果，實(shí)用性和技能性俱佳。

2.3有利于優(yōu)化供暖舒適度

除了節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性以外，舒適性也是地源熱泵的優(yōu)勢之一。通常情況下，地源熱泵位于地下，不會占用地上空間，其美觀性、舒適性較好。同時(shí)，地源熱泵運(yùn)行環(huán)境穩(wěn)定，對溫度的控制力強(qiáng)，可以保障室內(nèi)溫度的舒適性，這樣不僅優(yōu)化室內(nèi)供暖溫度，還能保障供暖的穩(wěn)定性，提升居住者使用體驗(yàn)感。

3、暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中地源熱泵的應(yīng)用策略

3.1堅(jiān)持因地制宜設(shè)計(jì)理念

為了保障暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，在應(yīng)用地源熱泵技術(shù)時(shí)，必須堅(jiān)持因地制宜設(shè)計(jì)理念，結(jié)合應(yīng)用區(qū)域?qū)嶋H情況，適當(dāng)調(diào)整設(shè)計(jì)內(nèi)容和參數(shù)，有效規(guī)避地源熱泵的不足之處，保障暖通供暖的穩(wěn)定性。例如，如果在北方區(qū)域，容易出現(xiàn)熱能存儲不足的問題，無法滿足冬季供暖需求，可能存在供暖不穩(wěn)定現(xiàn)象。因此，在設(shè)計(jì)北方建筑暖通空調(diào)時(shí)，可以增加制熱裝置，增加冬季的熱量供應(yīng)，以確保供暖的穩(wěn)定性。反之，如果在南方區(qū)域，由于冬季溫度較高，可能存在冬季制冷量存儲不足問題，這就影響了夏季制冷供應(yīng)。所以，針對冬季溫度較高的南方區(qū)域，在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)，需要增設(shè)制冷設(shè)備，保障夏季制冷效果，提升暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的實(shí)用性。通過這樣的方式，不僅可以提升暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性，保障室內(nèi)的空調(diào)供應(yīng)效果，還盡可能節(jié)省了制冷、制熱的能耗，控制了暖通空調(diào)運(yùn)行成本。

3.2合理選擇地源熱泵機(jī)組

首先：熱回收機(jī)組的應(yīng)用。通常情況下，熱回收機(jī)組適用于排熱量系數(shù)大的建筑工程，北方區(qū)域應(yīng)用頻率較高。相比南方地區(qū)而言，北方氣候環(huán)境溫差大，熱量變化差異明顯，所以可以利用熱回收機(jī)組，直接回收大自然能源，滿足室內(nèi)的供暖和制冷需求。例如，在夏季時(shí)期，可利用熱回收機(jī)組系統(tǒng)，收集地表和地下熱量，并對熱量進(jìn)行科學(xué)存儲，待冬天需要供暖時(shí)，將存管中的熱量釋放，以達(dá)到熱量供應(yīng)的目的。通過這樣的方式，既可以減少熱量制造的能耗，提升能源的利用效率，又能強(qiáng)化暖通空調(diào)設(shè)計(jì)效果，增強(qiáng)室內(nèi)空調(diào)供應(yīng)的舒適性。其次：熱泵機(jī)和冷卻塔機(jī)組應(yīng)用。由于南方地區(qū)緯度較低，其夏季和冬季溫差較小，冬季溫度通常維持在0度以上，所以可以直接采用熱泵機(jī)和冷卻塔機(jī)組，有效轉(zhuǎn)換熱量，就能滿足暖通空調(diào)需求，無需儲存夏季的熱量。例如，在采用冷卻塔機(jī)組時(shí)，可以借助存儲秋季、春季的風(fēng)能，將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能力，維持冷卻塔運(yùn)行，進(jìn)而確保暖通空調(diào)運(yùn)行效率。這樣的組合方式，不僅推動了暖通空調(diào)設(shè)計(jì)優(yōu)化升級，滿足了室內(nèi)空調(diào)需求，其應(yīng)用領(lǐng)域和范圍較廣，市場前景樂觀。

3.3保障地源熱泵設(shè)備質(zhì)量

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國地源熱泵設(shè)備類型增加，各種各樣的設(shè)備機(jī)組涌入市場，其品質(zhì)、性能和規(guī)格千差萬別，甚至一些不合格產(chǎn)品也存在于市場中。在這樣的環(huán)境下，如果采用設(shè)備質(zhì)量存在安全隱患，不僅會影響地源熱泵的應(yīng)用效果，影響室內(nèi)空調(diào)的舒適性，還可能造成嚴(yán)重的安全事故。因此，在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，加強(qiáng)地源熱泵機(jī)組設(shè)備質(zhì)量控制工作，明確應(yīng)用機(jī)組的類型、規(guī)格，保障采用產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。例如，在選擇同類型機(jī)組時(shí)，應(yīng)該對比市面上同類產(chǎn)品的差異，如：能效差異、性能參數(shù)差異和應(yīng)用環(huán)境差異等等，結(jié)合實(shí)際安裝的情況，選擇最合適的地源熱泵機(jī)組。

結(jié)語：

總而言之，在供暖需求日益增大的背景下，合理運(yùn)用地源熱泵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能性和舒適性共同發(fā)展，既能保障室內(nèi)空調(diào)運(yùn)行的穩(wěn)定性，又能提升室內(nèi)溫度的舒適度。通過分析地源熱泵技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，總結(jié)出因地制宜設(shè)計(jì)理念、合理選擇地源熱泵機(jī)組和保障設(shè)備機(jī)組質(zhì)量等策略，提升其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，還有利于推動綠色建筑行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王琬.地源熱泵可持續(xù)設(shè)計(jì)方法[J].貴州大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2020，37（02）：57-60+85.

[2]房軍磊.地源熱泵空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及節(jié)能優(yōu)化技術(shù)研究[D].青島科技大學(xué)，2019.

[3]成素娟.綠色建筑中暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方法分析[J].山西建筑，2019，45（02）：175-177.