暖通空调设计中地源热泵应用探究

杨聪聪

摘 要：在不断开发与使用过程中地球上的可利用资源呈现出越来越少的状态，我们也逐渐提高对节能减排在生产以及生活中的应用的重视程度。热源稳定、再生能源、良好的安全性、环保、节约资源是地源热泵的显著优势与特征，现阶段已经逐渐实现在暖通空调设计工作中的广泛应用。本文主要对暖通空调设计中地源热泵的应用进行探究，这对暖通空调设计工作的顺利开展有积极意义。

关键词：暖通空调；设计；地源热泵；应用

现代人民群众的生活水平以及生活质量不断提高，空调也逐渐实现在我们日常生产生活中的普及，但是能源资源的浪费也是空调带来的主要问题。在暖通空调设计发展的过程中地源热泵具有一定的指导作用，同时可实现对传统空调系统设计的逐渐取代。在结合可利用资源实际情况的基础上地源热泵可在暖通空调中实现对自身优势的最大限度发挥，这对暖通空调设计质量的提升有重要作用。

一、地源热泵系统的含义

将传统空调系统中的蒸发器或者冷凝器埋入地下促使其实现与大地热交换就是指地源热泵，中间介质在封闭的环路中经过大地進行循环流动也可对上述目标进行实现、水源在高强度、高密封性塑料管环路中的持续、循环流动可作为载体是实现对大地热交换方式的支撑，最终实现对空气的有效调节。

也就是说地源热泵在实际工作中需要依靠大地进行支撑，从这个角度对其进行分析后可发现地源热泵能实现对能源消耗的大幅度减少。在暖通空调设计当中实现对地源热泵的科学应用是改善现代能源缺乏形式的重要手段。

1.地源热泵系统的原理

地源热泵系统的原理主要表现在两个方面：

我们可主要从以下两个方面实现对地源热泵系统的原理的充分是说明。

首先是在夏季高温天气的影响下建筑物所吸收到的热能可通过地埋管地源热泵机组的使用将其转移到地下，并对其进行储存，建筑物降温的目标可在这一过程中顺利实现。

其次是在冬季低温天气状况影响下，地埋管地缘热泵系统可将夏季所储存的热能转移到地上建筑物内，同时建筑物内的冷量也可在这一过程中实现向地下的转移，进而实现为建筑物供暖的总目标。

与水往低处流这一自然现象相同，热能在实际传导过程中也是从低温向高温进行，在使用水泵的基础之上可改变水的流向，为在真正意义上促使热能实现向高处传导的目标需要实现对地源热泵的使用，因此我们说地源热泵是一种新型系统，主要是促使温度得以有效提升。

2.地源热泵在暖通空调设计中应用的优点

地源热泵最大的优点就是节约能源和保护环境，现在笔者将从以下几个方面介绍它的优势，促进它的推广：

（1）一般使用暖通空调的都是北方地区，温度较低，地源热泵是长期埋在地下的，不仅仅不会有损建筑物的美观，而且还不用担心雪霜覆盖容易损坏系统；

（2）地源热泵在暖通空调中的使用，与传统的空调不一样，不排放废气废水，减少对居民身体健康的影响和环境的污染；

（3）在环境介质中，大地的温度变化是相对较小的。冬天时候大地的温度往往比室内温度高，而夏天的时候却相反，地源热泵利用了这个特点，提高了热能的利用效率，促进能源的充分使用。

二、暖通空调设计中的应用

虽然暖通空调设计中应用地源热泵具有很大的优势，但是地源热泵的设计往往容易受到客观环境的限制，无法适合所有的系统设计。

1.热能不足

在大地热能不足以保证冬季取暖时，系统设计要增设特制热的装置来增加热能，达到相关规定，满足热量的需求。而冬季储存的冷能也不能满足夏季制冷需求时，系统设计就得增加冷却装置。但是增加设备的同时也会增加经济负担，因此需要经过计算才能确定采用地源热泵技术是否合理。

比如：某酒店建筑物的总面积大约为20000平方米，整改之前的装置主要由冷却设备和燃煤设备组成，这种装置较落后、工作效率较低，跟不上现代空调设计的脚步。

在2007年该装置应用了地源热泵，满足了把夏天的高热能储存在大地当中，以便冬天的时候使用；另外还可以把冬天的冷能量也储存到大地当中，以便夏天的时候使用，减少空调设计的负荷，减少对城市环境的污染。像这种都不满足热能和冷能的需求，且温度差距很大时，可以考虑使用埋管的方法，系统只需增设冷却装置即可，操作相对于方便，经济负担也降低了。

2.正确选择机组

机组的正确选择，就是要求机组要和地源热泵的类型适应。目前市场上的机组五花八门，各种类型的都有，而且没有统一的规范，因此，在挑选机组时应该注意此次工程地源热泵的类型适合何种机组。比如工程应用的是开放式地源热泵空调设计方法，但是采购了水环热泵系统的机组，就会导致夏天不可以正常使用。

3.能效比与性能系数的选择

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有相当严格的要求。每个厂家生产的机组能效比和性能系数都有可能不一样，因此设计者在选择时需注意。

正如德国某个厂家生产的机组，在制热的性能系数一般在4.5到7.2之间，而在制冷时小的只有0.65吨，大的有30吨，相差较大。由于厂家的测定条件不一样，得出的值也会有偏差，另外根据工程进行的情况不一样要求的值也会不一样。

4.抽水井、回灌井的选择

保证暖通空调设计的正常运行，关键是抽水井和回灌井的选择，对其要求既要保证地源热泵的正确应用，又要减少能源的浪费。根据暖通空调设计的相关规定，要求抽水井和回灌井的井深平均为100米，自由升降度为7米左右，抽水量在95m3/h左右，回灌水量在48m3/h左右，静止水位平均约为地下32m，动水位平均约为地下38m。

5.控制系统

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，控制系统的各个组成部分都各司其职。比如热泵机组的自动控制系统主要职责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；水池的控制系统主要是根据水位的高低来确定是否需要开启深井盖；井群控制系统主要是负责对此系统进行分组管理，促进控制系统发挥其作用。

目前，地源热泵在暖通空调设计中的使用已经得到的我国空调设计者的认可，而且地源热泵具有热源稳定、再生能源、良好的安全性、环保、节约资源等特点，逐渐取代了传统的空调设计。所以，地源热泵对指引暖通空调设计具有重大的意义，成为暖通空调设计的一个重要发展趋势。

结语：由于地源热泵能量的来源主要依靠大地，在此基础上减少了能源的开发和浪费，并且与传统的空调设计相比未带来环境污染，体现了我国的可持续发展战略，与环保节能的主题相适应。但是，在采用地源热泵技术时要与暖通空调的设计类型相适应，才能促进暖通空调设计中地源热泵的应用。

参考文献：

[1]陈光.暖通空调设计中地源热泵的应用[J].黑龙江科技信息，2013（14）：153-153.

[2]胡滨.暖通空调设计中地源热泵的应用[J].城市建设理论研究：电子版，2011（19）.