張凱　黃艷秋

（1.沈陽(yáng)港豐巨寶房產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司，遼寧　沈陽(yáng)　110013 2.恒大長(zhǎng)基（沈陽(yáng)）置業(yè)有限公司，遼寧　沈陽(yáng)　110013）

暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中地源熱泵的運(yùn)用

張凱1黃艷秋2

（1.沈陽(yáng)港豐巨寶房產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司，遼寧沈陽(yáng)110013 2.恒大長(zhǎng)基（沈陽(yáng)）置業(yè)有限公司，遼寧沈陽(yáng)110013）

近年來(lái)，我國(guó)的地源熱泵技術(shù)也在不斷的發(fā)展，地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用十分的廣泛，本文主要介紹地源熱泵技術(shù)工作原理及其特點(diǎn)，對(duì)其在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的一些問(wèn)題進(jìn)行了分析和探討。

地源熱泵技術(shù)；特點(diǎn)；暖通空調(diào)設(shè)計(jì)；運(yùn)用

地源熱泵技術(shù)是集中央空調(diào)、家庭采暖和生活熱水三位一體的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品，由于其節(jié)能、環(huán)保、熱穩(wěn)定等特點(diǎn)，引起了世界各國(guó)的重視。本文就該熱泵技術(shù)的工作原理、特點(diǎn)和在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用作一簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)該熱泵技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

1　地源熱泵技術(shù)的工作原理

熱泵實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置，采用熱泵可以把熱量從低溫運(yùn)送到高溫。它本身消耗一部分能量，把環(huán)境介質(zhì)中貯存的能量加以挖掘，提高溫位進(jìn)行利用，而整個(gè)熱泵裝置所消耗的功僅為供熱量的1/3或更低，這也是熱泵的節(jié)能特點(diǎn)。

熱泵與制冷的原理和系統(tǒng)設(shè)備組成及功能是一樣的，對(duì)蒸汽壓縮式熱泵（制冷）系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、和節(jié)流閥組成，還應(yīng)有起到輸送能量的循環(huán)工質(zhì).作為地源熱泵，與傳統(tǒng)的蒸汽壓縮制冷不同的是地源熱泵制冷省略了龐大的冷凝設(shè)備，而以深井水取而代之.具體系統(tǒng)原理如圖1所示：

圖1　系統(tǒng)原理圖

2　地源熱泵的特點(diǎn)

2.1屬可再生能源利用技術(shù)

地源熱泵是利用了地球表面淺層地?zé)豳Y源（通常小于400m深）作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng).地表淺層地?zé)嵩纯梢苑Q之為地能（（Earth Energy），是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽(yáng)能、地?zé)崮芏N(yùn)藏的低溫位熱能。它不受地域、資源等限制，真正是量大面廣、無(wú)處不在。

2.2環(huán)境效益顯著

地源熱泵的污染物排放與電供暖相比，相當(dāng)于減少70%以上，如果結(jié)合其它節(jié)能措施，節(jié)能減排會(huì)更明顯.雖然也采用制冷劑，但比常規(guī)空調(diào)裝置減少25%的充灌量，屬自含式系統(tǒng)，即該裝置能在工廠車間內(nèi)事先整裝密封好，因此制冷劑泄漏機(jī)率大為減少。該裝置的運(yùn)行沒(méi)有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒(méi)有燃燒，沒(méi)有排煙，也沒(méi)有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地，節(jié)約土地資源，且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。供冷時(shí)省去了冷卻塔，避免了冷卻塔噪音及霉菌污染。

3　地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

盡管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)具有節(jié)能環(huán)保等許多優(yōu)點(diǎn)，但由于受客觀條件的影響，并不是任何工程項(xiàng)目都可采用。對(duì)于采用地源熱泵空調(diào)的工程項(xiàng)目，也需分析何種形式的地源熱泵空調(diào)為宜，以下情況可作參考：

3.1對(duì)于只需制冷的工程

3.1.1一般不宜采用閉式環(huán)路的地源熱泵系統(tǒng)，因?yàn)殚]式環(huán)路系統(tǒng)中冷卻水與土壤或水體之間存在5到10攝氏度的傳熱溫差，機(jī)組的冷卻水溫度雖仍比冷卻塔出水溫度低，能效比（EER）與用冷卻塔時(shí)冷水機(jī)組的能耗比相比有所提高，且免除了冷卻塔的功耗，但因地下埋管或水中埋管投資較大，空調(diào)年運(yùn)行時(shí)間短，投資回收期較長(zhǎng)。

3.1.2地源側(cè)水通過(guò)地下熱交換器向土壤吸熱比向土壤放熱容易，國(guó)內(nèi)外有的工程空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)曾出現(xiàn)機(jī)組高壓保護(hù)自動(dòng)停機(jī)的情況。這類工程宜采用能效比（EER）較高的常規(guī)冷水機(jī)組，由冷卻塔向空氣排放熱量。我們認(rèn)為，閉環(huán)系統(tǒng)較適合于有冷熱負(fù)荷需要的空調(diào)系統(tǒng)，開(kāi)環(huán)式地源熱泵系統(tǒng)則適合于單冷空調(diào)和冷暖空調(diào)系統(tǒng)。

3.2通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較采用地源熱泵

如果地下?lián)Q熱器的換熱能力能滿足冬季熱負(fù)荷的需要而不能滿足夏季冷負(fù)荷的需要，則僅需增設(shè)冷卻塔。當(dāng)冷、熱負(fù)荷相差較大時(shí)，采用地下埋管加冷卻塔的方案對(duì)降低工程造價(jià)而言是很合適的方案，這種方案沒(méi)有鍋爐，系統(tǒng)組成也操作簡(jiǎn)單，但工程造價(jià)顯著降低。

3.3關(guān)于機(jī)組的能效比和性能系數(shù)

設(shè)計(jì)與建設(shè)單位在選用機(jī)組時(shí)，或評(píng)標(biāo)專家對(duì)設(shè)備進(jìn)行評(píng)標(biāo)時(shí)，需對(duì)不同廠家的產(chǎn)品能效比（EER）和性能系數(shù)（COP）進(jìn)行比較，需注意的是同一廠家同一系列不同規(guī)格的機(jī)組，在同一工況下，能效比和性能系數(shù)會(huì)有較大不同，如美國(guó)某品牌某一系列的機(jī)組，冷量從0.75冷噸到25冷噸有多種規(guī)格，在同一制冷工況下，EER值高的為7.0，低的只有4.6；在同一制熱工況下，COP高的可達(dá)5.0，低的只有4.2。

4　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，無(wú)論從國(guó)家政策還是地源熱泵技術(shù)本身特點(diǎn)的角度分析，該項(xiàng)技術(shù)都將會(huì)成為21世紀(jì)最有效的供熱和供冷空調(diào)技術(shù)。其必將成為我國(guó)今后大力發(fā)展的中央空調(diào)系統(tǒng)的主流之一。

［1］樊學(xué)，梁志鴻，朱超.地源熱泵技術(shù)在空調(diào)節(jié)能改造項(xiàng)目中的應(yīng)用［M］.綠色建筑.2011.05

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1003-5168（2015）11-131-01