浅议城市建筑中地源热泵技术及其应用

毕锴

自从改革开放以来，我们国家的经济物质得到大力的发展，人们的生活水平也得到显著的提高。在住的方面，城市居民的供暖也愈加完善。当前，在城市当中广泛使用的供热系统都是燃煤锅炉，这种供暖方式不仅会对大气造成污染，同时对于资源的使用以及废弃煤渣的处理都会严重破坏生态环境。因此，这就需要我们积极地研发新的供热方式，找寻清洁能源。经过长时间的努力，地热源泵技术如今已经取得了相当大的进展，可以取代以往非绿色的供热方式。地热源技术主要是利用土壤当中所存储的太阳能，通过一定的技术手段来将这些热量转换成人类所需要的制冷或者供暖的能量。我们可以把水体以及地表看成一个非常大的接收太阳能的仪器，通过他们地球能够将太阳百分之四十七的辐射能量储存下来。并且，其还属于一种平衡系统，可以保持太阳能平衡，所以，我们可以将地热源看作是一个无限使用的太阳能，对于我国乃至世界的能源利用都具有革命性的意义。

一、地源热泵技术所具备的特点以及其工作原理

1.地源热泵技术所具备的的特点

之所以地源热泵技术能够得到非常广泛的使用，主要是因为它能够非常好地满足人们的日常生活生产的需要，自身具备非常独特的技术特性。对其进行归纳总结，主要包含以下几点：（1）因为可以将地表水以及地球表面看作是一个太阳能接收器，并且其所储存的太阳能还具备平衡特性，也就是能够做到永不枯竭，所以，利用地热源技术将会绿色地解决城市居民的供暖问题。（2）由于地热源存在于地球的表浅层，这使得它能够在一年四季当中都不会发生变化。当处于冬天或者是夏天的时候，地热源的温度就与实际的季节温度相反，进而能够为人们提供一个适合身体体温的温度。根据相关统计表明，使用地热源的效率要高出传统的一倍多，但是其所使用的能量却仅为传统的百分之六十左右，这也就使地热源泵具备了绿色、清洁的特性，成为加剧新能源。（3）在传统供暖方式当中，需要在住宅楼当中安装各种供暖设备，由此带来巨大的费用。而地热源泵则不需要，大大地降低了成本。（4）可以被广泛的应用于各种场所。比如：大型商场、别墅、办公楼、宾馆以及学校等。

2.地源热泵技术的工作原理

根据载体的不同可以将地热源泵分为以下三种体系：（1）地表水热泵系统（2）地下水热泵系统（3）土壤源热泵。虽然他们具备一定的差别，但是在制冷以及供暖的原理上都是殊途同归的，都是一种利用水源热泵的形式，以一种热交换的形式实现能量的转换，进而满足人们在日常生产生活当中的能量需求。而这种热能的转换过程也比较简单，因此能够在广大的范围内推广使用。就比如说小区住户。在这些住宅楼当中所使用的地源热泵系统基本以地理管、地源金刚、热水水箱、地板采暖、卧式风盘以及立式风盘为主。在住宅与地源之间用地理管和地源金刚进行连接，以此来形成通路将地热能传输到住宅楼当中。之后再通过卧式风盘与立式风盘的作用，把地热转换成沐浴热水和热水水箱当中的热能，或者是转换成地板采暖。

二、在暖通工程当中地热源泵技术的应用

1.地源热泵技术在国外的应用情况

地源热泵技术在国外发展的比较早，并且也更加普遍。在美国，艾德生电力机构、国家环境保护局以及能源部等在1994年成立了一个地热源泵协会，专门来推广美国地热源技术的应用。并且，美国很多位总统都曾在不同的场合多次强调发展地热源技术的意义，并且大力倡导美国发展使用该项技术。在很多高端住宅领域，美国人都喜欢应用地热源技术。不仅是因为其能够很好地满足人们的日常需要，更是因为其绿色、清洁的特性，能够保障高端住宅区的环境。在近代以来，美国技术就一直走在领先的行列，由此可见，在今后住宅的制冷供暖方面，地热源技术必定成为一个主流方向。当然，除了美国之外，澳大利亚以及欧洲的很多国家也在大力地发展地热源技术，投入专项资金进行相关建设。在亚洲，像日本以及韩国等国家政府也都在大力的发展地热源技术。根据相关的调查显示，挪威和瑞士在地热源泵的使用率上已经远远大于百分之九十六。从世界各国的反应来看，在新世纪的制冷供热上，地热源技术必定会成为一项重要的技术手段。

2.地源热泵技术在我国的应用情况

地源热泵技术不仅在国外得到广泛的应用，在我们国家也得到大力的发展与支持，并且，该项技术在我国所具备的发展前景也非常大。如今，我们国家大力宣传地源热泵技术的应用，并且对其进行相应的规划，地方的各级政府也都积极地参与。在2015年，我国曾在上海举行了一次地源热泵展，有超过150家的供应链以及供应商等企业参加。而根据相关的报道也表明，我们国家的硅谷——北京中关村也将分体式的冷风型以及热风型的水源热泵建设完成。在我国的大多城市当中，也都正在大力地发展地源热泵相关技术，积极宣传地源热泵技术的意义，加强在暖通工程中地源热泵技术的应用，为城市提供一个更加舒适、更加环保的以及更加安全的供暖方式。在2015年初，我国唯一一款关于地源热泵的集成设计系统上市而且公开进行发售，该系统完全由我们国家自主研发完成。利用该款系统，能够实施动态传热，进而将地理管和地源热泵的热交换器系统的工作状态以及物理模型模拟出来。同时将相应的物理状态以及数据记录下来，进而提高系统的可靠性以及安全性。可以说，我们国家已经在分析地理管换热器传输热量的软件系统方面具备了国际领先水平。在国际地源热泵领域，我们国家已经能够占据一席之地。通过软件方面的优势，必定能够推动我国地源热泵技术的应用。在接下来的发展过程中，我们还需要继续加大人力物力的投入，这样在未来我们才能够赶超西方国家，实现中华民族的繁荣复兴。

3.地源热泵技术发展在我国受到的支持

国内外的很多专家学者都非常关注地源热泵技术在当前的应用情况。在我们国家，从中央到地方，各级领导都非常关注有关地源热泵技术方面的研究以及应用。如今，在国际能源竞争力当中，地源热泵技术已经成为了衡量其的一项重要指标。只有将地源热泵技术大力发展起来，才能够支撑我们国家和社会的进步，才能够保障人类赖以生存的家园。同时，我们国家也制定过相应的发展规划和发展报告书对地源热泵技术的发展应用做出指示。比如，在陕西省以及重庆市等地区，我们国家已经加大了对可再生能源的政府补贴，同时在行政建筑、医院和学校等场所推广地源热泵技术的应用。如今，地源热泵技术不仅代表着新能源的发展，也成为影响人们生活生产的主要因素。

三、结语

以往的城市供暖方式大多采用燃煤锅炉，这种供暖形式不仅对资源来说是一种浪费，同时所产生的废物也严重的影响着我们的居住环境。而地源热泵技术则是应用太阳能，属于可再生的清洁能源，不仅能够提供给人们更好的生产生活体验，而且不浪费资源，不污染环境。如今，地源热泵技术已经成为了一项衡量国际竞争力的技术，世界各国都在大力地发展应用，各国政府都非常重视其发展状况。在当前我们中国梦建设的关键节点，我们更应该加大对地源热泵技术的投入，走在世界的前列。