孟新芳

摘要：隨著我國社會(huì)的飛速發(fā)展，國內(nèi)的能源危機(jī)也隨之呈現(xiàn)出持續(xù)加劇的狀態(tài)，我國能源發(fā)展的主題已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣?jié)能、環(huán)保。為減緩能源消耗速度，開發(fā)及利用可再生能源顯得尤為重要。作為一種利用可再生能源的空調(diào)采暖系統(tǒng)，地源熱泵系統(tǒng)目前在各類建筑物內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。相比傳統(tǒng)供熱空調(diào)系統(tǒng)，地源熱源系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)為高效、節(jié)能、環(huán)保、無污染、且占地面積小等。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，往往會(huì)存在大量問題，如熱堆積現(xiàn)象等，為解決此類問題，冷卻塔復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)得以利用，該系統(tǒng)的應(yīng)用更具經(jīng)濟(jì)性，且效果更佳。

關(guān)鍵詞：地源熱泵技術(shù)；暖通空調(diào)節(jié)能；應(yīng)用

引言

地源熱泵技術(shù)利用土壤或地下水的蓄熱性能形成熱泵系統(tǒng)，在夏天需要制冷的情況下，將埋地?fù)Q熱器作為冷凝器向地下蓄熱；在冬天需要制熱的情況下，將埋地?fù)Q熱器轉(zhuǎn)作蒸發(fā)器從地下獲取熱量。充分利用土壤和地下水的低位地?zé)豳Y源，又將夏天的熱量轉(zhuǎn)存至地下，以便在冬季進(jìn)行利用，在實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)的同時(shí)，獲取了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，因此，必須重視地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

一、地源熱泵技術(shù)概論

地源熱泵技術(shù)作為近些年來興起的一項(xiàng)技術(shù)，能夠促進(jìn)我國很多設(shè)備當(dāng)中節(jié)能的性能提升。地源熱泵當(dāng)中的地源所代表的則是地下資源，而在暖通空調(diào)方面，地源主要指的就是地下的低溫?zé)豳Y源。這些低溫?zé)豳Y源大部分的能源都來自于太陽，而且暖通空調(diào)當(dāng)中所指的地源的能量比人類活動(dòng)所消耗的能量來說大很多，作為可再生能源的地源有著十分廣闊的應(yīng)用前景。而地源熱泵技術(shù)是指通過對地表表層的熱能轉(zhuǎn)換為熱能來保證暖通空調(diào)運(yùn)行，不但可以保證人們在冬天能夠得到足夠的溫暖，同時(shí)還可以在夏季炎熱的時(shí)候起到制冷的作用。所以說，地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用可以有效的節(jié)約其他能源的損耗，為我國環(huán)境的保護(hù)帶來更大的幫助。

地源熱泵技術(shù)的興起是從上個(gè)世紀(jì)中期開始的，因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)工業(yè)發(fā)展十分迅速的情況之下，能源的損耗和環(huán)境的破壞已經(jīng)受到了人們的關(guān)注。人們在不斷的探索新的能源，對現(xiàn)有的不可再生能源進(jìn)行取代，所以地源熱泵的研究從那時(shí)就已經(jīng)開始。而隨著時(shí)代的發(fā)展，科技的進(jìn)步以及能源的不斷損耗，使得地源熱泵技術(shù)的發(fā)展十分迅速。在一些比較發(fā)達(dá)的國家當(dāng)中，地源熱泵已經(jīng)成為了很多需要消耗大量能源的環(huán)節(jié)的主要能源提供，其對地源熱泵技術(shù)的使用比例十分高。而在我國，隨著能源的不斷損耗和環(huán)境的惡化情況，使得科研人員不斷的對地源熱泵技術(shù)進(jìn)行探索。隨著地源熱泵技術(shù)的不斷發(fā)展，在國內(nèi)已經(jīng)具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)也會(huì)為我國能源的節(jié)約方面帶來更好的幫助，對我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)化發(fā)展帶來一定的保證。而隨著能源的不斷損耗，地源熱泵技術(shù)的研究深度也在不斷地進(jìn)行深入。對于地源熱泵技術(shù)發(fā)展過程當(dāng)中對性能的影響，科研人員已經(jīng)找到了問題的根源。而對這些問題進(jìn)行解決，可以有效的加強(qiáng)對地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用效率。所以下面就對地源熱泵在暖通空調(diào)領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

二、地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)節(jié)能中的應(yīng)用措施

（一）高層建筑體系需要綜合考慮多方條件

高層建筑的暖通空調(diào)系統(tǒng)中運(yùn)用地源熱泵技術(shù)時(shí)，需要考慮建筑內(nèi)部空調(diào)系統(tǒng)的控制，是否屬于分層分區(qū)控制。若地源側(cè)垂直埋管時(shí)就需要考慮埋管耐壓，其垂直埋深要進(jìn)行合理控制；同時(shí)要注意建筑高度，避免由于建筑高度造成的系統(tǒng)靜壓超出系統(tǒng)管線的額定壓力。綜合多種因素進(jìn)行考慮，與地下水靜壓抵壓作用后，系統(tǒng)中的垂直埋管能夠適應(yīng)更高的建筑。對于高度較大的建筑，可以通過在地源側(cè)使用板式換熱器的方式進(jìn)行高低壓分區(qū)，類似于中央空調(diào)在高層建筑中對冷媒水系統(tǒng)的高低壓分區(qū)，或者在一定區(qū)域當(dāng)中不進(jìn)行分區(qū)管控，通過在低層設(shè)置的水地源熱泵機(jī)組，由系統(tǒng)末端設(shè)備向高層區(qū)域集中提供冷（熱）媒介質(zhì)。

（二）管道的組裝工作

在對工作管道進(jìn)行埋設(shè)之前，為了保證相關(guān)的管道有一個(gè)較高的質(zhì)量，也為了提高埋設(shè)工作的效率，一般組裝工作都是在地面上進(jìn)行的。在組裝工作進(jìn)展的過程中，為了保證組裝的質(zhì)量，需要將所有的管道以平鋪的方式在地面上進(jìn)行展開，且需要保證施工地面有一定的平整度和清潔度。在管道進(jìn)行堆放的過程中，需要保證管道之間不能有較大的擠壓，以防止管道出現(xiàn)擠壓變形的質(zhì)量問題，因而需要將堆積的高度進(jìn)行控制，在一般的情況下不得超過兩米。在管道組裝的過程中需要將接頭處進(jìn)行熱熔處理，進(jìn)而控制管道連接處的密封性。在對管道進(jìn)行切割的過程中，所使用的工具也有著具體的工作標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)主要取決于管道的直徑，如果管道的直徑大于50毫米，就需要用螺旋切刀進(jìn)行切割，如果管道直徑小于50毫米，要用鋸弓對管道進(jìn)行實(shí)際的切割工作。除此之外，在組裝工作進(jìn)展的過程中，需要對管道之內(nèi)建局進(jìn)行合理的把控，確保實(shí)際的工作質(zhì)量。

（三）針對地源熱泵系統(tǒng)形式的選擇

地源熱泵系統(tǒng)中一般不采用閉式環(huán)路形式，主要是由于該種形式的地源熱泵系統(tǒng)雖然免除了冷卻塔的功耗，但是系統(tǒng)中的冷卻介質(zhì)、土壤、水體三者之間存在傳熱溫差，而且機(jī)組冷卻水溫雖然低于冷卻塔出水溫度，整體的能效高于使用冷卻塔的冷水機(jī)組，但是系統(tǒng)中的地下、水中埋管投資較大，空調(diào)年運(yùn)行周期較短，投資回收周期較長。對于地源側(cè)的水通過熱交換器從土壤中進(jìn)行熱量吸收較為容易，反之向土壤中放熱難度較高，存在暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)營期間由于機(jī)組的高壓保護(hù)起作用而自動(dòng)停機(jī)的情況。

（四）地源熱泵應(yīng)用注意事項(xiàng)

地源熱泵系統(tǒng)在使用的時(shí)候應(yīng)該注意因地制宜，根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行分析，由于系統(tǒng)具有較大的優(yōu)勢，所以使用的時(shí)候在環(huán)境方面也會(huì)受到限制。夏季的時(shí)候如果存儲(chǔ)的熱量不足，冬季的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致冷能過少，無法滿足建筑物在夏季制冷、冬季供熱的需求。因此，建議地源熱泵系統(tǒng)正在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該增加冷卻裝置，即使成本也會(huì)增加，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該根據(jù)預(yù)算決定是否安置冷卻裝置。

結(jié)語

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，著眼于時(shí)下經(jīng)濟(jì)發(fā)展的形勢，能源短缺的問題不僅在我國出現(xiàn)，在國際社會(huì)都是一個(gè)較為棘手的問題，一種清潔可再生能源技術(shù)，是時(shí)下各個(gè)國家研究的熱門。暖通空調(diào)作為一種新型的空調(diào)系統(tǒng)，相關(guān)的技術(shù)十分符合時(shí)下節(jié)能環(huán)保的原則，地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用，使得暖通空調(diào)的環(huán)保、節(jié)能、高效的特點(diǎn)，進(jìn)一步的被擴(kuò)大，相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用工作得到我國政府以及行業(yè)內(nèi)部的廣泛關(guān)注。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂曉騰.地源熱泵在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究，2016

[2]毛小平.混合式地源熱泵控制方法的實(shí)驗(yàn)研究[J].南方農(nóng)機(jī)，2017，（1）

[3]沈炯.嘉興市秀洲光伏小鎮(zhèn)展覽館地源熱泵系統(tǒng)巖土熱響應(yīng)測試研究[J].工程技術(shù)研究，2017，（3）：210-211