暖通空调设计地源热泵的应用探讨

李志方

摘 要：暖通空调是集采暖、通风和空调调节三功能为一体的空调调节器。随着社会经济水平的增长，人们的生活质量也不断提高，为寻求良好的居住环境，暖空空调的需求量也逐渐增大，与此同时也使地球资源的消耗速度不断加快。本文从地源热泵的工作原理进行分析，探讨在暖通空调设计中，如何合理运用地源热泵。

关键词：暖通空调；设计；地源热泵；应用；探讨

伴随着社会的发展，人们的生活水平又上升到了一个新的高度，在这样一种趋势下，人们对各方面的要求也不断提高，其中对生活環境方面的要求最高[1]。因此，大多数人为营舒适的居住环境，都安装了各种各样的电器和暖通空调，由此造成了大量的能源浪费的问题也受到社会广泛的关注[2]。所以，为节省能源的消耗，人们一直在不断地探索新的暖通空调技术，而本文所提到了地源热泵技术就是这样一种新型的技术，在节能降耗方面有着重要的作用。

1 地源热泵的含义

地源热泵是利用地下水、江河湖水、海水、废水、地下水等各类水资源及土壤作为地源热泵的冷、热源，然后向这些冷、热源输入少量的高品位能源，以实现有低品位热能向高品位热能转移的一种可再生能源技术。因此利用地源热泵技术，可以有效的节约能源，保护环境，又能够输送热量。

2 地源热泵的工作原理

地源热泵是一种以大地或水为冷热源对建筑物进行冬暖夏凉的空调技术，利用水与地能进行冷热交换来作为地源热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。通过对这些冷热源的收放，来达到制热/冷的目的，简单来说就是地源热泵只是在大地和室内之间“转移”能量，通过极小的电力来维持室内所需要的温度。因此，通过这样一种原理，能够在节能降耗的情况下，依旧保证居民室内的理想温度。

3 地源热泵在暖通空调设计上的运用

3.1 合理正确的选择地源热泵系统类型

地缘热泵的系统类型大致分为4种，每一种类型的系统在应用上都各有不同，所以，在暖通空调的设计过程中，首先要考虑暖通空调是运用到什么建筑物上，然后再根据地源热泵的系统类型进行选择，这样才能够充分发挥地源热泵的作用。（1）水平式地源热泵。水平式地源热泵是一种闭合换热系统，适用于制冷供暖面积较小的建筑物，如小别墅、小型单体楼或独栋等。（2）垂直式地源热泵。适用于面积较大的建筑物，如写字楼、别墅、大商场等。（3）地表水式地源热泵。适用于中小型建筑物，尤其是靠近有水的地方的建筑物。（4）地下水式地源热泵。适用于大面积建筑物，如大型单体建筑物、小型建筑群落等。不同的系统类型的地源热泵都有其不同的特点，所以，在暖通空调的设计上，要根据各个类型的地源热泵的特点来进行设计，这样才能够起到节能降耗的作用，才能够节省国家资源，给用户提供舒适的环境。

3.2 合理正确的选择地源热泵机组

目前，随着地源热泵技术的发展，市场上流行着各式各样的机组类型，每一种机组类型的地源热泵都有不同的功效，所以，在选择机组的过程中，要根据工程的地源热泵的类型来选择相应的机组。例如，在工程中，如果需要的是开放式地源热泵的空调设计方法，但是采购了水环热泵系统的机组，那么在夏天的时候这个空调就不能正常使用了。

3.3 性能参数与能效比的选择

在暖通空调设计当中有效的应用地源热泵，对机组的能效比和性能系数都有相当严格的要求，同时，在市场上，每个厂家生产的机组的性能参数和机组能效比都不一样，所以，设计者在选择時要特别注意。例如美国某个厂家生产的机组，其制热的性能系数一般在5.3～8.3之间，但在制冷时，其能效就不一样了，大的有36t，而小的只有0.9t，相差很大。同时不同厂家都有不同的测定条件，所测出的值也会有偏差，包括在工程进行中，工程情况的不同对测出的值的要求也会造成一定的影响。

3.4 加强控制系统的管理

控制系统分别为热泵机组的自动控制系统、水池的控制系统和井群控制系统，控制系统中各个组成部分都有其不同的作用。例如，热泵机组的自动控制系统的作用主要是通过自动化装置对暖通空调进行制冷制热的有效控制，减少人为的工作量；而水池的控制系统的作用是根据水位的高低来判断是否开启深井盖；而井群控制系统的作用是对整个系统进行分组管理，保证各个部分都能够各司其职，促进控制系统发挥其作用。

3.5 回灌井、抽水井的选择

抽水井和回灌井的选择是保证暖通空调设计的正常运行的关键，所以在选择过程中，既要能够保证地源热泵的正确应用，又要保证能够减少资源的消耗。目前，暖通空调设计的相关规定是：抽水井和回灌井的井深必须平均达一百米，自由升降度为七米，抽水量在93m3/小时，静止水位平均在地下大约32m左右，回灌水量在48m3/小时，动水位平均在地下大约38m左右。

4 结语

综上所述，目前，地源热泵在暖通空调设计中的运用已逐渐频繁，其污染小、寿命长、节省空间、节省资源等优点是地源热泵技术发展的重大优势[3]。同时地源热泵的维护也较为简单，维护费用也较低，在保护环境和经济效益上有显著的效果，因此，将地源热泵运用到暖通空调的设计中，不仅能够有效地减少能源开发和浪费，也可以给人类提高理想的生活环境。

参考文献

[1]李新国，胡璟，赵军.地源热泵—供暖空调节能环保技术[J].节能与环保，2016，5（8）：78-79.

[2]张艳秀.地源热泵技术在暖通空调节能中的运用分析[J].城市建设理论研究：电子版，2015，4（16）：105-106.

[3]程伟.刍议地源热泵在暖通空调设计中的应用[J].工程技术：全文版，2014，8（17）：71-72.

（作者单位：广东美的暖通设备有限公司）