徐峰

（上海江南建筑設(shè)計(jì)院（集團(tuán)）有限公司，上海 201808）

地源熱泵技術(shù)是主要家庭供暖和城市供暖三位一體的復(fù)合技術(shù)，在我們?nèi)绾谓鉀Q相應(yīng)的空調(diào)設(shè)備設(shè)計(jì)問(wèn)題的過(guò)程中，對(duì)居民生活和城市建筑物的供暖需求的改善的過(guò)程中應(yīng)該給予一定的幫助。在如今熱源供應(yīng)主要是以對(duì)自然資源的消耗作為相應(yīng)的基本前提，在相應(yīng)的設(shè)備技術(shù)上我們應(yīng)該要實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的能源高效轉(zhuǎn)化的過(guò)程，確保在能源轉(zhuǎn)變的過(guò)程中盡量減少對(duì)環(huán)境的污染，以便于實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)效的節(jié)能化設(shè)計(jì)，在空調(diào)設(shè)備的節(jié)能問(wèn)題上有突出的表現(xiàn)，促使新能源的開(kāi)發(fā)與地源熱泵技術(shù)能夠取得深入的結(jié)合。在我國(guó)未來(lái)的節(jié)能問(wèn)題的發(fā)展上取得突出的成就和遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。

1 地源熱泵概述

時(shí)代的進(jìn)步使我國(guó)在很多的技術(shù)領(lǐng)域都取得了突出成就。在我國(guó)建筑物供暖和居民對(duì)熱力供應(yīng)的需求日益提高的基礎(chǔ)上，我國(guó)在相應(yīng)的發(fā)展領(lǐng)域有著相應(yīng)的提高和進(jìn)步，在暖通空調(diào)的和設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們應(yīng)該追求更加良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，在以技術(shù)支撐的前提下，我們通過(guò)發(fā)展相應(yīng)的核心技術(shù)，對(duì)熱力供應(yīng)方面不斷有新的突破，在地上水和地下水的地源熱泵技術(shù)及地埋管地源熱泵技術(shù)兩個(gè)類(lèi)別中，我們主要是通過(guò)水作為載體，不斷地向周?chē)乃蚬?yīng)熱源，以及相應(yīng)的熱力，但是在環(huán)境的約束下，我們采用的這種技術(shù)很容易受到環(huán)境的限制而產(chǎn)生性質(zhì)變化。然后，在泵力技術(shù)的運(yùn)用過(guò)程中，核心機(jī)制有著核心的熱能轉(zhuǎn)化，在適用于相應(yīng)的過(guò)程中，我們對(duì)冷熱能的轉(zhuǎn)化問(wèn)題的應(yīng)用程度上，取得相應(yīng)的技術(shù)發(fā)展。使整體在吻合現(xiàn)代化建筑的過(guò)程中，不斷實(shí)現(xiàn)城市集中化的驅(qū)使，并達(dá)到覆蓋面積輻射范圍的要求和標(biāo)準(zhǔn)。

2 工程項(xiàng)目概述

本項(xiàng)目位于上海嘉定北工業(yè)園區(qū)，采用地源熱泵系統(tǒng)的建筑為一棟4 層的實(shí)驗(yàn)室大樓，建筑面積為8000m2左右。由于場(chǎng)地面積有限，設(shè)計(jì)地源熱泵的換熱器采用垂直埋管形式，埋于建筑物底下。泵機(jī)在運(yùn)作的過(guò)程中時(shí)候總消耗的總能不值域過(guò)高過(guò)低，保持經(jīng)濟(jì)的能源運(yùn)作，在高效率時(shí)段運(yùn)作過(guò)程中對(duì)阻力的熱量盈余的反向補(bǔ)充作用也是最大的，能夠最大限度地將熱量進(jìn)行有效的循環(huán)。設(shè)備的選型考慮將在下文中闡述。

3 地源熱泵技術(shù)的工作原理

地源熱泵技術(shù)（見(jiàn)圖1）在交換原理的過(guò)程中我們應(yīng)該通過(guò)硬性要求達(dá)到對(duì)其需求的目的性，在不同環(huán)境中，性能的波動(dòng)性的表現(xiàn)也因而不同，所以在相應(yīng)的熱力能源泵機(jī)在作業(yè)轉(zhuǎn)化的過(guò)程中我們要實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的暖通空調(diào)與土壤土質(zhì)的性質(zhì)相和諧和和持續(xù)性的穩(wěn)定的作業(yè)和流動(dòng)過(guò)程，以保證作業(yè)的整體高效穩(wěn)定的運(yùn)行，在不同環(huán)境下達(dá)到相應(yīng)冷熱隨著需求能夠自由切換的目的，這對(duì)于建筑的需求也是有著實(shí)時(shí)的需求和建設(shè)性調(diào)整的過(guò)程。

圖1 地源熱泵

在冬季，溫度持續(xù)下降低溫的過(guò)程中，我們應(yīng)將管道地源熱泵機(jī)的運(yùn)作轉(zhuǎn)移到地上，以釋放在機(jī)器中儲(chǔ)存的熱能，達(dá)到對(duì)建筑物升溫保護(hù)的作用。在夏季高溫的情況下，我們通過(guò)將系統(tǒng)轉(zhuǎn)到地下冷庫(kù)保存，將熱力通過(guò)相應(yīng)的土壤為系動(dòng)力紐帶達(dá)到能量傳輸?shù)哪康?，在能源相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程實(shí)現(xiàn)熱量的供暖，在建筑物持續(xù)供暖的狀態(tài)下，能量的轉(zhuǎn)化規(guī)律總是由高勢(shì)能向低勢(shì)能轉(zhuǎn)變的過(guò)程，由于勢(shì)能的變化過(guò)程中，作為自然界能源守恒的定律之一，我們?cè)趯崃ο嗷鬟f的過(guò)程中我們要將媒介的運(yùn)用更加以靈活的形式進(jìn)行有效運(yùn)用。

4 在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在能源的利用上我們應(yīng)該采用更加新型的能源。我國(guó)在新能源的領(lǐng)域中不斷取得了突出的成就，在地?zé)徇\(yùn)用和清潔能源的運(yùn)用上有了實(shí)質(zhì)上的展開(kāi)和運(yùn)用，在我國(guó)城市現(xiàn)代化的建設(shè)中對(duì)能源轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的建設(shè)以及在空調(diào)制冷涉及的冷熱轉(zhuǎn)化方面的進(jìn)度上整體進(jìn)行的能量綜合調(diào)控措施是系統(tǒng)的，因此在基于地核釋放的巨大的能量，以焦耳單位進(jìn)行計(jì)算，幾乎等同于每年太陽(yáng)的敷設(shè)總量的一半。因此我們應(yīng)積極運(yùn)用這種巨大的能量。

4.1 大地耦合熱泵

在實(shí)際應(yīng)用中，一方面，應(yīng)該對(duì)地下土壤換熱系統(tǒng)的類(lèi)型進(jìn)行選擇。在當(dāng)前技術(shù)條件下，從埋管模式分析，可以分為垂直型和水平型，需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)建筑的實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇，一般情況下多采用垂直型埋管模式；另一方面，應(yīng)該地下?lián)Q熱器管材進(jìn)行選擇。由于管材需要埋設(shè)在地下，從地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性出發(fā)，應(yīng)該確保管材具備良好的耐腐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性。

4.2 地下水熱泵

其優(yōu)勢(shì)在于，占地面積小，效果顯著，而且如果設(shè)計(jì)合理，幾乎不需要進(jìn)行維護(hù)，不會(huì)產(chǎn)生維護(hù)費(fèi)用，同時(shí)技術(shù)相對(duì)成熟，施工簡(jiǎn)單，如圖2 所示。在抽取地下水之后，需要及時(shí)進(jìn)行回灌工作，避免對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境和地理環(huán)境造成負(fù)面影響；另外，在土壤內(nèi)埋設(shè)大量的井水傳輸管道，可能會(huì)引發(fā)局部性的管道腐蝕問(wèn)題。因此，地下水熱泵的形式在當(dāng)前技術(shù)條件下，一般都是作為暖通空調(diào)的輔助項(xiàng)目，并不常用。

4.3 地埋管地源熱泵暖通空調(diào)系統(tǒng)埋管形式的選擇

在方式和手段的選擇上我們要盡量選擇在宏觀整體上都能夠?qū)ζ溆芯C合調(diào)控的方案和措施，在結(jié)合相應(yīng)實(shí)際項(xiàng)目的工況情況時(shí)候，對(duì)其中熱力地源熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)式分布以及在施工區(qū)域內(nèi)的調(diào)查和調(diào)控都可以對(duì)其進(jìn)行整體效能的有效轉(zhuǎn)化機(jī)制，在整體系統(tǒng)的構(gòu)成過(guò)程中我們x/y 兩個(gè)軸向的能量水平分布在熱性能或許存在不均式的分布，但是受制于地質(zhì)構(gòu)造的影響我們對(duì)于整體影響程度的影響過(guò)程應(yīng)有探討后再進(jìn)行實(shí)際的應(yīng)用。因此地源熱泵暖通空調(diào)系統(tǒng)才是研究的重點(diǎn)。

4.4 地源熱泵應(yīng)用中需要注意的問(wèn)題

圖2 地下水熱泵空調(diào)系統(tǒng)裝置

按照區(qū)域發(fā)展的實(shí)際情況進(jìn)行系統(tǒng)分析，由于這一系統(tǒng)本身就具備較大的優(yōu)勢(shì)作用，在使用環(huán)節(jié)中環(huán)境發(fā)展也會(huì)受到一定影響。如果夏季系統(tǒng)工作中不能對(duì)熱量進(jìn)行有效存儲(chǔ)，那么在冬季中的冷能就會(huì)受到明顯影響，不能滿足建筑物的制冷和供熱要求。所以，在地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中更需要加強(qiáng)對(duì)冷卻裝置的增加，雖然這一設(shè)計(jì)會(huì)出現(xiàn)成本增加，但是可以在實(shí)際工作中發(fā)揮更穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)作用，因此工作人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中就需要按照預(yù)算進(jìn)行分析，判斷是否需要增加冷卻裝置。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述分析，我們可以知道在當(dāng)今的時(shí)代，能源的利用是現(xiàn)當(dāng)今時(shí)代的主要核心，如果城市失去了能源，將會(huì)是機(jī)器癱瘓，大型以及相關(guān)民用，企業(yè)用的設(shè)備或者機(jī)制都會(huì)停滯，因此所有的運(yùn)作機(jī)制都會(huì)停止，使得經(jīng)濟(jì)、政治等都會(huì)崩塌，能源機(jī)制的利用是21 世紀(jì)最為核心的技術(shù)領(lǐng)域的建設(shè)，我們要推進(jìn)有效的供熱和空調(diào)制冷技術(shù)實(shí)現(xiàn)低耗能，或者循環(huán)能量的運(yùn)作機(jī)制，無(wú)論是從國(guó)家的角度還是個(gè)人的角度都想很好地提高熱泵技術(shù)在使用領(lǐng)域的實(shí)用價(jià)值。