徐峰

（上海江南建筑設(shè)計院（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)計問題的過程中，對居民生活和城市建筑物的供暖需求的改善的過程中應(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)該要實現(xiàn)相應(yīng)的能源高效轉(zhuǎn)化的過程，確保在能源轉(zhuǎn)變的過程中盡量減少對環(huán)境的污染，以便于實現(xiàn)更加優(yōu)效的節(jié)能化設(shè)計，在空調(diào)設(shè)備的節(jié)能問題上有突出的表現(xiàn)，促使新能源的開發(fā)與地源熱泵技術(shù)能夠取得深入的結(jié)合。在我國未來的節(jié)能問題的發(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

時代的進(jìn)步使我國在很多的技術(shù)領(lǐng)域都取得了突出成就。在我國建筑物供暖和居民對熱力供應(yīng)的需求日益提高的基礎(chǔ)上，我國在相應(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)計的過程中我們應(yīng)該追求更加良好的發(fā)展態(tài)勢，在以技術(shù)支撐的前提下，我們通過發(fā)展相應(yīng)的核心技術(shù)，對熱力供應(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)兩個類別中，我們主要是通過水作為載體，不斷地向周圍的水域供應(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)的運用過程中，核心機(jī)制有著核心的熱能轉(zhuǎn)化，在適用于相應(yīng)的過程中，我們對冷熱能的轉(zhuǎn)化問題的應(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)代化建筑的過程中，不斷實現(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 工程項目概述

本項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 層的實驗室大樓，建筑面積為8000m2左右。由于場地面積有限，設(shè)計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)在運作的過程中時候總消耗的總能不值域過高過低，保持經(jīng)濟(jì)的能源運作，在高效率時段運作過程中對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)（見圖1）在交換原理的過程中我們應(yīng)該通過硬性要求達(dá)到對其需求的目的性，在不同環(huán)境中，性能的波動性的表現(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)化的過程中我們要實現(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)和流動過程，以保證作業(yè)的整體高效穩(wěn)定的運行，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，這對于建筑的需求也是有著實時的需求和建設(shè)性調(diào)整的過程。

圖1 地源熱泵

在冬季，溫度持續(xù)下降低溫的過程中，我們應(yīng)將管道地源熱泵機(jī)的運作轉(zhuǎn)移到地上，以釋放在機(jī)器中儲存的熱能，達(dá)到對建筑物升溫保護(hù)的作用。在夏季高溫的情況下，我們通過將系統(tǒng)轉(zhuǎn)到地下冷庫保存，將熱力通過相應(yīng)的土壤為系動力紐帶達(dá)到能量傳輸?shù)哪康?，在能源相互轉(zhuǎn)化的過程實現(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)律總是由高勢能向低勢能轉(zhuǎn)變的過程，由于勢能的變化過程中，作為自然界能源守恒的定律之一，我們在將熱力相互傳遞的過程中我們要將媒介的運用更加以靈活的形式進(jìn)行有效運用。

4 在暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用

在能源的利用上我們應(yīng)該采用更加新型的能源。我國在新能源的領(lǐng)域中不斷取得了突出的成就，在地?zé)徇\用和清潔能源的運用上有了實質(zhì)上的展開和運用，在我國城市現(xiàn)代化的建設(shè)中對能源轉(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)行計算，幾乎等同于每年太陽的敷設(shè)總量的一半。因此我們應(yīng)積極運用這種巨大的能量。

4.1 大地耦合熱泵

在實際應(yīng)用中，一方面，應(yīng)該對地下土壤換熱系統(tǒng)的類型進(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)計人員根據(jù)建筑的實際情況進(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)勢在于，占地面積小，效果顯著，而且如果設(shè)計合理，幾乎不需要進(jìn)行維護(hù)，不會產(chǎn)生維護(hù)費用，同時技術(shù)相對成熟，施工簡單，如圖2 所示。在抽取地下水之后，需要及時進(jìn)行回灌工作，避免對區(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，可能會引發(fā)局部性的管道腐蝕問題。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)實際項目的工況情況時候，對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)成過程中我們x/y 兩個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)造的影響我們對于整體影響程度的影響過程應(yīng)有探討后再進(jìn)行實際的應(yīng)用。因此地源熱泵暖通空調(diào)系統(tǒng)才是研究的重點。

4.4 地源熱泵應(yīng)用中需要注意的問題

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)勢作用，在使用環(huán)節(jié)中環(huán)境發(fā)展也會受到一定影響。如果夏季系統(tǒng)工作中不能對熱量進(jìn)行有效存儲，那么在冬季中的冷能就會受到明顯影響，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)計過程中更需要加強(qiáng)對冷卻裝置的增加，雖然這一設(shè)計會出現(xiàn)成本增加，但是可以在實際工作中發(fā)揮更穩(wěn)定的優(yōu)勢作用，因此工作人員在設(shè)計過程中就需要按照預(yù)算進(jìn)行分析，判斷是否需要增加冷卻裝置。

5 結(jié)語

通過上述分析，我們可以知道在當(dāng)今的時代，能源的利用是現(xiàn)當(dāng)今時代的主要核心，如果城市失去了能源，將會是機(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)制都會停滯，因此所有的運作機(jī)制都會停止，使得經(jīng)濟(jì)、政治等都會崩塌，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)實現(xiàn)低耗能，或者循環(huán)能量的運作機(jī)制，無論是從國家的角度還是個人的角度都想很好地提高熱泵技術(shù)在使用領(lǐng)域的實用價值。