淺析地源熱泵在暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用

葉偉權(quán)

摘 要 地源熱泵在暖通空調(diào)設(shè)計中被廣泛應(yīng)用，應(yīng)用效果顯著，已經(jīng)得到了社會各界的關(guān)注。本文將圍繞地源熱泵在暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢進(jìn)行闡述，詳細(xì)的分析具體的應(yīng)用方式，堅持實事求是的基本原則，旨在為日后研究工作的順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 地源熱泵;暖通空調(diào);大地耦合熱泵

地源熱泵具有一定的能效性以及清潔性，將其應(yīng)用在暖通空調(diào)設(shè)計的過程中將有效地降低系統(tǒng)的能耗，體現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的基本原則，在暖通空調(diào)設(shè)計的過程中將大地耦合熱泵、地下水源熱泵以及地表水熱泵結(jié)合在一起，以實現(xiàn)節(jié)能減排為發(fā)展目標(biāo)，使之適應(yīng)當(dāng)前暖通空調(diào)設(shè)計的實際需要。

1 地源熱泵在暖通空調(diào)設(shè)計應(yīng)用優(yōu)勢

第一，有助于體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的發(fā)展理念，地源熱泵具有一定的清潔性，在對地源熱泵所需要的熱量進(jìn)行分析時，可以發(fā)現(xiàn)主要來源于大地，減少了燃料的燃燒，可以有效地降低對周邊環(huán)境造成的影響。將其應(yīng)用在暖通空調(diào)的設(shè)計過程中，省去了冷卻塔裝置設(shè)備的使用，所排放的熱能對周圍環(huán)境的影響較小。

第二，有助于提升暖通空調(diào)的能效性，將地源熱泵技術(shù)應(yīng)用其中，一定程度上有助于提升能源的利用率，針對在冬季供暖的過程中可以將室內(nèi)溫度控制在最佳的范圍內(nèi)，此時的熱泵處于循環(huán)運行的狀態(tài)，蒸發(fā)溫度較快，在提升了地源熱泵系統(tǒng)循環(huán)利用效率的同時也提高了暖通空調(diào)系統(tǒng)的效能。

第三，有助于保證暖通空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對地源熱泵在暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用進(jìn)行分析的過程中可以發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)在運行的環(huán)節(jié)中不易受到外界因素的干擾，熱源的溫度較為穩(wěn)定，其中制冷與制熱系統(tǒng)參數(shù)能夠維持在最佳區(qū)間，以此保證暖通空調(diào)系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。

第四，有助于保證暖通空調(diào)的可靠性，隨著現(xiàn)代化科學(xué)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，地源熱泵系統(tǒng)不斷更新，可以實時遠(yuǎn)程操控，將其應(yīng)用在暖通空調(diào)系統(tǒng)中可以減少系統(tǒng)的運行成本，在不同的工況下仍然保持正常運行的狀態(tài)[1]。

2 地源熱泵在暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用方式

2.1 大地耦合熱泵的應(yīng)用

大地耦合熱泵在暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用效果較為顯著，在實際運行的過程中，主要借助地表淺層土壤的作用，并將其作為主要的熱源，將耦合式地?zé)峤粨Q器應(yīng)用其中，在放置預(yù)設(shè)的地溝時要將其調(diào)整為水平的狀態(tài)，在此環(huán)節(jié)中，要與室內(nèi)水環(huán)保護(hù)進(jìn)行連接。大地耦合熱泵的應(yīng)用對地表空氣溫度可以產(chǎn)生衰減，可以有效地獲取熱源。借助地表淺層土壤省去了冷卻塔以及鍋爐的安裝環(huán)節(jié)，減輕對外界環(huán)境的污染。與太陽能集熱裝置進(jìn)行有效的連接，供熱和制冷效果較好。在暖通空調(diào)設(shè)計的過程中，需要做好前期的準(zhǔn)備工作，要確認(rèn)土壤換熱系統(tǒng)的類型，如今較為常見的類型為垂直型埋管模式。關(guān)注地下?lián)Q熱器運行的實際情況，根據(jù)暖通空調(diào)設(shè)計方案的具體要求做好管材的選擇，要盡量選擇具備腐蝕性能的材質(zhì)，并對材質(zhì)的強度進(jìn)行控制，以此降低暖通空調(diào)的設(shè)計成本。例如：某地區(qū)將太陽能-地源熱泵耦合系統(tǒng)應(yīng)用在暖通空調(diào)設(shè)計的過程中，借助太陽能補熱的方式維護(hù)暖通空調(diào)的平穩(wěn)運行，在夏季時將太陽能集熱系統(tǒng)與地源熱泵冷凝器相結(jié)合，此時二者將實現(xiàn)出水混合，向地下排放熱量，對回水溫度進(jìn)行有效的控制;在冬季時太陽能集熱器將向地下補熱，并處于單獨運行的狀態(tài)。

2.2 地下水熱泵的應(yīng)用

地下水熱泵也是暖通空調(diào)設(shè)計應(yīng)用的一種形式，在暖通空調(diào)設(shè)計的過程中，主要實現(xiàn)了地下水與熱泵機組的有效連接。其中地下水熱泵系統(tǒng)的優(yōu)勢較為顯著，水溫較為穩(wěn)定，可以保證暖通空調(diào)實現(xiàn)熱量交換的穩(wěn)定性。地下水熱泵安裝簡便，對相關(guān)技術(shù)人員的專業(yè)化水平要求較低，降低了后期的維修成本。但是在實際應(yīng)用的過程中，要時刻關(guān)注抽取地下水的狀態(tài)，并安排專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行回灌工作。由于土壤內(nèi)部井水傳輸管道較為復(fù)雜，維護(hù)不及時將會對傳輸管道的性能造成影響，為此要結(jié)合暖通空調(diào)系統(tǒng)運行的實際情況合理應(yīng)用該系統(tǒng)。例如：地下水熱泵在實際使用的過程中會出現(xiàn)回灌阻塞的問題，主要是由于懸浮物堵塞，微生物的生長，由于地下水存在腐蝕性雜質(zhì)，且酸堿度不平衡，微生物的滋養(yǎng)等一些問題容易造成水泵井管腐蝕以及生銹現(xiàn)象，針對該現(xiàn)象，需要采取最佳的回灌方式，在真空回灌的過程中，不會對濾水層造成影響，該回灌方式主要在地下含水層滲透性較好的老井發(fā)揮優(yōu)勢;在應(yīng)用重力回灌方式時，則主要在低水位和滲透性較好的含水層中發(fā)揮優(yōu)勢;在應(yīng)用壓力回灌的過程中，主要在高水位和低滲透的含水層中發(fā)揮優(yōu)勢，該回灌方式優(yōu)勢較為顯著，有助于維持穩(wěn)定的回灌速率，可以有效避免外界空氣侵入[2]。

2.3 地表水熱泵的應(yīng)用

在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計過程中通常會應(yīng)用到地表熱泵，可以在實際設(shè)計的過程中參考地下水熱泵系統(tǒng)的設(shè)計方式，在對地表熱泵組成方式進(jìn)行分析，主要是塑料管道，并潛在水面以下，呈現(xiàn)出一定的復(fù)雜性的特點，地表水源熱泵可以實現(xiàn)地下水熱的交換，省去了土壤熱交換系統(tǒng)的設(shè)置，將其應(yīng)用在暖通空調(diào)設(shè)計的過程中，要保證建筑物與管道之間處于相互連接的狀態(tài)，以此為地表水熱泵的穩(wěn)定運行提供保障。地表水熱泵在類型上按照水源熱泵機組與地表水的連接方式可以將其分為閉式地表水、開式地表水換熱系統(tǒng)等，閉式地表水換熱系統(tǒng)在實際運行的環(huán)節(jié)中，主要將封閉的換熱器盤管按照一定的順序準(zhǔn)確的放入到地表水體中，該系統(tǒng)的優(yōu)勢較為顯著，由于熱泵機組熱換器內(nèi)部的循環(huán)介質(zhì)為干凈的防凍液，因此機組不會存在結(jié)垢的現(xiàn)象，但是當(dāng)水質(zhì)相對渾濁時將會出現(xiàn)結(jié)垢的問題，對傳熱效果造成影響。開式地表水換熱系統(tǒng)可以降低對環(huán)境的局部影響，換熱量較大，如果此時水源的溫度較低，夏季則可以直接利用水源底部的低溫水來預(yù)冷新風(fēng)或者空調(diào)房間的回風(fēng)，一定程度上可以降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗，節(jié)約能源，保證暖通空調(diào)系統(tǒng)處于正常運行的狀態(tài)。

3 結(jié)束語

地源熱泵在暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用方式具有多樣性，此時需要充分結(jié)合暖通空調(diào)系統(tǒng)運行的實際情況，將影響暖通空調(diào)設(shè)計的各項因素進(jìn)行結(jié)合，要求相關(guān)的設(shè)計人員注重提升自身的專業(yè)化水平，盡量降低對環(huán)境造成的污染，以此保證暖通空調(diào)系統(tǒng)的健康運行。

參考文獻(xiàn)

[1] 李玲.簡述暖通空調(diào)設(shè)計中地源熱泵的應(yīng)用[J].中國住宅設(shè)施，2019（11）：48-49+59.

[2] 柳琦.簡析地源熱泵在暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用[J].中國住宅設(shè)施，2019（06）：50-51.