暖通空調(diào)設(shè)計中地源熱泵的運用

孫瑩瑩

摘 要：隨著人民生活水平的提高，同時也推動了建筑行業(yè)的發(fā)展，在建筑領(lǐng)域涉及到建筑的室內(nèi)設(shè)計中，空氣調(diào)節(jié)、供暖通風即暖通空調(diào)的設(shè)計就是重點，其可以保證室內(nèi)的溫度，積極改善室內(nèi)的空氣環(huán)境，滿足了人們對現(xiàn)代生活的高要求。地源熱泵系統(tǒng)在暖通空調(diào)設(shè)計中有很大的應(yīng)用，該系統(tǒng)不僅熱源穩(wěn)定，而且還節(jié)能環(huán)保，應(yīng)用起來非常安全，下面就具體分析其應(yīng)用情況，以期可供相關(guān)人士借鑒。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；設(shè)計；地源熱泵

設(shè)計暖通空調(diào)時，主要會涉及三點內(nèi)容，分別是供暖環(huán)節(jié)，通風環(huán)節(jié)以及空氣調(diào)節(jié)部分，建筑室內(nèi)的濕度、溫度等都會直接影響人們居住的舒適程度，科學的運用暖通空調(diào)系統(tǒng)，就能有效對室內(nèi)的溫度和濕度進行調(diào)整，而地源熱泵系統(tǒng)因其調(diào)整效果明顯，不需要太長時間，而且調(diào)節(jié)范圍廣，操作方便，因此在室內(nèi)設(shè)計中普遍受到設(shè)計人員的青睞，接下來分析其具體應(yīng)用的技術(shù)，在以后的發(fā)展中，該技術(shù)一定會有新的突破。

1 對地源熱泵概述分析

地源熱泵是由瑞士專家第一個提出的，但是其真正應(yīng)用卻在美國，在暖通空調(diào)設(shè)計中科學應(yīng)用地源熱泵系統(tǒng)，其實質(zhì)就是一個有效的控制系統(tǒng)，通過把空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器，以及蒸發(fā)器埋在地下，這樣熱量就可以通過土壤、水介質(zhì)等進行熱能的交換，尤其是在炎熱的夏季，運用地源熱泵系統(tǒng)就能把這些熱量貯存到一起，當冬季來臨的時候，其可以為建筑物供暖，而如果是在寒冷的冬季，該地源熱泵系統(tǒng)能夠把冷能量貯存到一起，供建筑物夏季制冷使用。地源熱泵系統(tǒng)的能量都是從大地獲取的，當在暖通空調(diào)設(shè)計中應(yīng)用該技術(shù)，可以有效降低能源的消耗量，與此同時，還不會對環(huán)境造成污染。

2 暖通空調(diào)設(shè)計中地源熱泵的運用

2.1 在暖通空調(diào)設(shè)計中應(yīng)用地源熱泵注意事項

在應(yīng)用地源熱泵時，第一點，一定要遵循因地制宜的原則，地源熱泵有很大的技術(shù)優(yōu)勢，但是在實踐操作中，還會受到很多客觀環(huán)境的限制，因地制宜就是如果在夏季能量儲存不足，滿足不了冬季的供暖需求，那么地源熱泵系統(tǒng)就應(yīng)該增加制熱裝置的設(shè)計，以此來增加熱能，保證居民對熱量的正常需求，如果該系統(tǒng)在冬季不能儲存足夠的冷能量，與之相對應(yīng)的在系統(tǒng)設(shè)計中，就應(yīng)該增加冷卻裝置。無論是增加冷卻裝置還是制熱裝置，系統(tǒng)的設(shè)計成本都會增加，因此在設(shè)計中工作人員先進行科學的計算，最后決定使用地源熱泵技術(shù)是否合理。第二點，要正確選擇使用地源熱泵的類型，當前有很多機組類型可以選擇，但是沒有一個統(tǒng)一的規(guī)范和管理制度，所以要選擇合適的機組，業(yè)內(nèi)人士都清楚，地源熱泵對機組的能效比與性能系數(shù)有著很高的要求，因此設(shè)計者必須根據(jù)地源熱泵的使用要求選擇正確的能效比和性能系數(shù)。

業(yè)內(nèi)人士都清楚，一臺變頻器只能對一臺地源熱泵進行調(diào)節(jié)，如果使用多臺地源熱泵，需要保證其頻率不會發(fā)生變化，不同臺數(shù)的冷水機組，和回水溫差，二次水環(huán)路，冷水流量都有直接關(guān)系。另外在空調(diào)冷卻水機組的末端，需使用電動三通閥進行控制。確定地源熱泵參數(shù)有幾種方式，一種是空調(diào)地源熱泵，在確定使用的臺數(shù)時，可以使用溫差調(diào)節(jié)方法進行來確定但是該方式會直接影響空調(diào)冷水機組工作的穩(wěn)定性，而且調(diào)節(jié)范圍也會受到很大限制。第二種，結(jié)合實際測定的冷水機組實際流量值和二類空調(diào)地源熱泵的流量值進行對比，要保證其運行臺數(shù)的選擇和冷卻水機組運行順序的控制方法一致，從這些數(shù)據(jù)中可以得知，在使用地源熱泵時，必須全面對這些內(nèi)容進行考慮，調(diào)整各個參數(shù)保證其和實際情況的一致性，如果是現(xiàn)實情況不匹配，那么將會直接影響其運行的質(zhì)量。

2.2 大地耦合熱泵在設(shè)計中的應(yīng)用

對于大地耦合熱泵而言，熱源和熱匯都是從地表淺層的土壤獲得的，在具體應(yīng)用過程中，大地耦合熱泵的優(yōu)勢很明顯，第一點，在使用大地耦合熱泵時，其土壤溫度沒有很大的波動，如果和其他環(huán)境的介質(zhì)對比分析，在一定深度的地下，其土壤溫度不會有太大變化，因此從土壤中汲取能量很穩(wěn)定，除此之外，土壤和地表溫度，和空氣溫度的變化進行對比，其還擁有延遲的作用，由此判斷把土壤作為熱泵裝置的熱源是非常正確的。土壤是一個巨大的蓄熱蓄冷體，在建筑暖通空調(diào)設(shè)計中，為了保證能源的利用率，還應(yīng)該把太陽能集熱裝置和大地耦合熱泵合理的搭配使用，同時這種使用方式還能夠保證系統(tǒng)高效的運行。第二點，大地耦合熱泵還有綠色環(huán)保的優(yōu)點，把土壤作為熱源，可以局部代替冷卻塔，或者全部替代鍋爐，這樣就能有效減少暖通空調(diào)對環(huán)境造成的污染。第三點，大地耦合熱泵系統(tǒng)有很高的穩(wěn)定性，該系統(tǒng)在應(yīng)用時埋設(shè)在地下，存儲大地的能量，然后合理的調(diào)節(jié)和利用，把能量應(yīng)用到室內(nèi)進行溫度調(diào)節(jié)，無論是在高溫的夏季還是低溫的冬季，都不會對大地耦合熱泵產(chǎn)生影響，由此也就不用對大地耦合熱泵做防護處理，降低了設(shè)計的成本。在應(yīng)用過程中，還應(yīng)該重視對控制系統(tǒng)的管控。

對于地源熱泵而言，其控制系統(tǒng)有三個，第一個，是水池的控制系統(tǒng)，能夠調(diào)整水位的高低，如果水位達到一定高度，那么該控制系統(tǒng)會自動開啟或關(guān)閉，深井蓋就把水源隔離開。第二個是熱泵機組的自動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用自動化裝置，對水源進行合理的加熱和制冷，由于應(yīng)用了自動化系統(tǒng)，因此整個過程不需要人工操作。第三點，是井群控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的作用就是進行分組管理，除此之外，還能有效控制其他控制系統(tǒng)，保證整個系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮。

2.3 對地下水熱泵進行分析

在當前某些使用地區(qū)，地下水熱泵應(yīng)用范圍較為廣泛，下面就分析其工作的原理，地下水熱泵的熱源來自地下深井水，深水井的溫度比較穩(wěn)定，在夏季深水井比較涼，因此有很好的制冷效果，而在冬季深水井的井水比較熱，因此可以存儲熱能，在冬季為建筑供暖。在進行地下深井設(shè)計過程中，其井水都是在地層里面，而且深度不時很深，在這個深度范圍內(nèi)，深井水的水溫基本不會發(fā)生什么變化，由于深水井有這些優(yōu)勢，地下深井水可以為建筑提供熱源，而且還非常有利于熱泵的運行。對于地下水熱泵而言，其在實際應(yīng)用中有下列幾個優(yōu)點，第一點，該地下水熱泵占地面積非常小，并且在地下布局很嚴謹，工作效率較高。不僅如此，雖然其占地面積小，但是在抽取地下水，或者進行回灌的時候，卻不會受到占地面積小的影響?？偠灾?，地下水熱泵布局嚴密，水井系統(tǒng)工作穩(wěn)定，而且工作效率高。第二點，地下水熱泵的運行成本低，對于大型地下水熱泵系統(tǒng)而言，在單位容量范圍內(nèi)，其運行的成本要比其他系統(tǒng)低很多，工作中只需要一個流量較高的井就能滿足整個暖通空調(diào)系統(tǒng)的正常運行。第三點，該系統(tǒng)不需要太高的維護成本，對附近環(huán)境沒有影響，再加上設(shè)計合理的地下水熱泵循環(huán)系統(tǒng)，就能有效保證該系統(tǒng)安全、高效、穩(wěn)定的運行，除此之外，如果條件允許，還不用進行日常的維護，這樣也能節(jié)省大量的維護費用。另一方面，利用地下水回灌，不會影響地層的實際含水量，進而不會像其他系統(tǒng)那樣對地下水熱泵循環(huán)系統(tǒng)造成的影響。當然，這都取決于使用地區(qū)良好的水質(zhì)條件及豐富的水源環(huán)境。

3 結(jié)語

通過以上對暖通空調(diào)設(shè)計中地源熱泵的運用分析，得知大地耦合熱泵和地下水熱泵是主要的地源熱泵，由于其系統(tǒng)特點不同，其優(yōu)勢也不同，但是在建筑暖通空調(diào)設(shè)計中，都可以得到很好的應(yīng)用，在未來在暖通空調(diào)的設(shè)計過程中，還可利用熱電冷三聯(lián)供、熱泵技術(shù)等有關(guān)技術(shù)，從根本上降低暖通空調(diào)的能源損耗，從而實現(xiàn)對暖通空調(diào)的節(jié)能化設(shè)計，暖通空調(diào)設(shè)計在未來還會不斷的創(chuàng)新，不斷發(fā)展。但是地源熱泵技術(shù)也存在一定的缺陷，因此還要對其進行深層的研究。

參考文獻

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