地源热泵技术在暖通空调节能中的应用

孟新芳

摘要：隨着我国社会的飞速发展，国内的能源危机也随之呈现出持续加剧的状态，我国能源发展的主题已经转变为节能、环保。为减缓能源消耗速度，开发及利用可再生能源显得尤为重要。作为一种利用可再生能源的空调采暖系统，地源热泵系统目前在各类建筑物内得到了广泛应用。相比传统供热空调系统，地源热源系统的优点为高效、节能、环保、无污染、且占地面积小等。但在实际应用过程中，往往会存在大量问题，如热堆积现象等，为解决此类问题，冷却塔复合式地源热泵系统得以利用，该系统的应用更具经济性，且效果更佳。

关键词：地源热泵技术；暖通空调节能；应用

引言

地源热泵技术利用土壤或地下水的蓄热性能形成热泵系统，在夏天需要制冷的情况下，将埋地换热器作为冷凝器向地下蓄热；在冬天需要制热的情况下，将埋地换热器转作蒸发器从地下获取热量。充分利用土壤和地下水的低位地热资源，又将夏天的热量转存至地下，以便在冬季进行利用，在实现节能环保目标的同时，获取了可观的经济效益，因此，必须重视地源热泵技术在暖通空调系统中的应用。

一、地源热泵技术概论

地源热泵技术作为近些年来兴起的一项技术，能够促进我国很多设备当中节能的性能提升。地源热泵当中的地源所代表的则是地下资源，而在暖通空调方面，地源主要指的就是地下的低温热资源。这些低温热资源大部分的能源都来自于太阳，而且暖通空调当中所指的地源的能量比人类活动所消耗的能量来说大很多，作为可再生能源的地源有着十分广阔的应用前景。而地源热泵技术是指通过对地表表层的热能转换为热能来保证暖通空调运行，不但可以保证人们在冬天能够得到足够的温暖，同时还可以在夏季炎热的时候起到制冷的作用。所以说，地源热泵技术的应用可以有效的节约其他能源的损耗，为我国环境的保护带来更大的帮助。

地源热泵技术的兴起是从上个世纪中期开始的，因为在当时工业发展十分迅速的情况之下，能源的损耗和环境的破坏已经受到了人们的关注。人们在不断的探索新的能源，对现有的不可再生能源进行取代，所以地源热泵的研究从那时就已经开始。而随着时代的发展，科技的进步以及能源的不断损耗，使得地源热泵技术的发展十分迅速。在一些比较发达的国家当中，地源热泵已经成为了很多需要消耗大量能源的环节的主要能源提供，其对地源热泵技术的使用比例十分高。而在我国，随着能源的不断损耗和环境的恶化情况，使得科研人员不断的对地源热泵技术进行探索。随着地源热泵技术的不断发展，在国内已经具有实际的应用价值，同时也会为我国能源的节约方面带来更好的帮助，对我国经济的可持续化发展带来一定的保证。而随着能源的不断损耗，地源热泵技术的研究深度也在不断地进行深入。对于地源热泵技术发展过程当中对性能的影响，科研人员已经找到了问题的根源。而对这些问题进行解决，可以有效的加强对地源热泵技术的应用效率。所以下面就对地源热泵在暖通空调领域当中的应用进行介绍。

二、地源热泵技术在暖通空调节能中的应用措施

（一）高层建筑体系需要综合考虑多方条件

高层建筑的暖通空调系统中运用地源热泵技术时，需要考虑建筑内部空调系统的控制，是否属于分层分区控制。若地源侧垂直埋管时就需要考虑埋管耐压，其垂直埋深要进行合理控制；同时要注意建筑高度，避免由于建筑高度造成的系统静压超出系统管线的额定压力。综合多种因素进行考虑，与地下水静压抵压作用后，系统中的垂直埋管能够适应更高的建筑。对于高度较大的建筑，可以通过在地源侧使用板式换热器的方式进行高低压分区，类似于中央空调在高层建筑中对冷媒水系统的高低压分区，或者在一定区域当中不进行分区管控，通过在低层设置的水地源热泵机组，由系统末端设备向高层区域集中提供冷（热）媒介质。

（二）管道的组装工作

在对工作管道进行埋设之前，为了保证相关的管道有一个较高的质量，也为了提高埋设工作的效率，一般组装工作都是在地面上进行的。在组装工作进展的过程中，为了保证组装的质量，需要将所有的管道以平铺的方式在地面上进行展开，且需要保证施工地面有一定的平整度和清洁度。在管道进行堆放的过程中，需要保证管道之间不能有较大的挤压，以防止管道出现挤压变形的质量问题，因而需要将堆积的高度进行控制，在一般的情况下不得超过两米。在管道组装的过程中需要将接头处进行热熔处理，进而控制管道连接处的密封性。在对管道进行切割的过程中，所使用的工具也有着具体的工作标准，这个标准主要取决于管道的直径，如果管道的直径大于50毫米，就需要用螺旋切刀进行切割，如果管道直径小于50毫米，要用锯弓对管道进行实际的切割工作。除此之外，在组装工作进展的过程中，需要对管道之内建局进行合理的把控，确保实际的工作质量。

（三）针对地源热泵系统形式的选择

地源热泵系统中一般不采用闭式环路形式，主要是由于该种形式的地源热泵系统虽然免除了冷却塔的功耗，但是系统中的冷却介质、土壤、水体三者之间存在传热温差，而且机组冷却水温虽然低于冷却塔出水温度，整体的能效高于使用冷却塔的冷水机组，但是系统中的地下、水中埋管投资较大，空调年运行周期较短，投资回收周期较长。对于地源侧的水通过热交换器从土壤中进行热量吸收较为容易，反之向土壤中放热难度较高，存在暖通空调系统运营期间由于机组的高压保护起作用而自动停机的情况。

（四）地源热泵应用注意事项

地源热泵系统在使用的时候应该注意因地制宜，根据实际的情况进行分析，由于系统具有较大的优势，所以使用的时候在环境方面也会受到限制。夏季的时候如果存储的热量不足，冬季的时候会导致冷能过少，无法满足建筑物在夏季制冷、冬季供热的需求。因此，建议地源热泵系统正在设计的时候应该增加冷却装置，即使成本也会增加，设计人员在设计的时候应该根据预算决定是否安置冷却装置。

结语

伴随着我国经济社会的不断发展，着眼于时下经济发展的形势，能源短缺的问题不仅在我国出现，在国际社会都是一个较为棘手的问题，一种清洁可再生能源技术，是时下各个国家研究的热门。暖通空调作为一种新型的空调系统，相关的技术十分符合时下节能环保的原则，地源热泵技术的应用，使得暖通空调的环保、节能、高效的特点，进一步的被扩大，相关技术的应用工作得到我国政府以及行业内部的广泛关注。

参考文献：

[1]吕晓腾.地源热泵在暖通空调设计中的应用[J].工程技术研究，2016

[2]毛小平.混合式地源热泵控制方法的实验研究[J].南方农机，2017，（1）

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