探究暖通空调领域新能源热泵技术的应用

【摘 要】目前我国资源能源短缺和国家大力倡导可持续发展，暖通空调领域应该采用更加节能的新技术来有效降低能耗，而选择资源丰富并且能与环境实现统一的新能源是降低暖通空调能耗的有效途径。

【关键词】暖通空调领域；新能源；热泵技术；应用

1地源热泵的分析

1.1地源热泵的工作原理

我国对于热泵系统工程技术也有着相应的规范标准，其中地源热泵系统中包括了水源热泵机组，地热能交换系统以及建筑物内系统等多个部分。针对冬季供暖以及夏季制冷上，采用地源热泵也可以更好的提高其热转换的效率。压缩机对冷媒做功的情况下，气体和液体之间就会形成转换，这样所产生的热量会通过风机盘管吸收而输送到需要供热的空间内；在压缩机对冷媒做功并且对调节阀门改变冷媒流向的情况下，蒸发器内的冷媒会将空间内的热量传送的冷媒当中，这样在将热量进行循环后，从而形成热转换的效果。地源热泵的工作原理如下图所示。

1.2地源热泵的特点

热源热泵在应用时不仅有着节能环保的效果，而且其经济性也相对较高，相比以往的电能取暖，在能耗上也有了大幅的改进。地源热泵在运行的过程中不会消耗水资源，同时也不会产生其他的污染物质，而且其维护也有着安全性、稳定性以及高寿命的特点。因此我国政府对于地源热泵技术的应用也给予了高度的重视，并颁布了一系列的相关措施来促进地源热泵的发展普及，这对于地源热泵技术的广泛推广也提供了重要的环境基础。

1.3地源热泵系统现状

在长期研究使用过程中也发现了地源热泵的许多不足之处。地质条件限制，对于使用地下水源热泵的项目在进行方案设计前必须了解当地有关水资源使用的政策法规，对当地的地质环境进行勘测，确保大量开采地下水不会引起地面裂缝、沉降或塌陷等问题。必须采取安全可靠的地下水回灌措施，保证不会对地下水源造成污染和浪费。初投资大回收期长，地源热泵系统由于施工工艺限制打井得到达一定的深度才能得到常年恒定的环境温度，初投资相对空气源热泵、太阳能热泵而言较高，因此需要政府的大力支持。

2空气源热泵

2.1空气源热泵的优点

空气源热泵原理就是通过利用逆卡诺原理，用较少电能吸收空气中大量的低温热能，通过压缩机的压缩变为高温热能，是一种比较节能高效的热泵技术，该系统相对于其他的系统来说对能源相对节约，耗电量仅仅是电锅炉的1/4，而且该技术不会对环境产生污染。该系统使用电能作为其驱动能源，对其工作状态的控制能够更顺利、合理的完成，而且这个系统不仅仅能够进行热能的制造，还能够降低温度，应用范围较广，使用率较高。空气源热泵的工作原理如下图所示。

2.2空气源热泵存在的问题

空气源热泵在应用的过程中也存在着一些问题，例如其低温的适应能力相对较差；在输出功率想相比其他热泵也有着一定的劣势；如果空气环境的温度过低，那么热泵的压缩机在运行的过程中也会发生停机的问题，这样就需要采用电机加热的方式来进行辅助，因此还需要找出更加科学有效的方法来对其加以改进和完善。

3太阳能热泵

3.1太阳能热泵采暖

太阳能热泵系统是将太阳能利用技术和热泵技术有机组合的复合型技术，其采暖系统由太阳能集热系统和热泵系统组成。太阳能热泵采暖系统突出的优点就是通过极少量的电能获得数倍于电能的热量，能有效利用低温热源。与地源热泵、空气源热泵耦合使用能够有效克服太阳能的分散性和间歇性等问题的不足。

3.2太阳能热泵制冷

太阳能热泵制冷系统与采暖系统相比增加了热交换器、储冷水箱及制冷末端等设备，其工作原理是利用制冷剂在压缩机的作用下蒸发吸收储冷水箱的热量降低其温度，储冷水箱通过热交换器降低管道中空气或水等介质的温度，通过管道将冷量送至制冷末端设备达到降低室内温度的目的。

3.3太阳能热泵技术发展现状

太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁能源，现在已经被广泛应用到各个领域，通过热泵技术利用太阳能是解决当前能源危机的一种重要途径。太阳能热泵在进一步发展中还需要克服太阳能分散性、不稳定性强，项目初投资费用高等问题。

4污水源热泵的工作原理及特点

污水源热泵技术从城镇化建设发展中应运而生，成为一种“新能源”利用技术。城市污水全年温度变化小，相对江河水温度稳定，具有良好的热能特征。污水源热泵是以城市污水为冷热源，利用热泵原理提升能量为建筑物制冷供热的节能设备。在一定程度上缓解了当前能源与环境的紧张形势。污水源热泵能够有效回收城市污水的废热，利用热泵技术既可以制冷又可以供暖，省去了锅炉系统和冷却塔等设备。运行过程中不向环境排放任何废水、废渣和废氣，节能环保效果显著。目前污水源热泵技术的应用还有许多技术问题亟待解决，如污水水质处理、污水堵塞及换热器污染结垢等。

5结语

总之，设计人员应该紧紧把握新能源热泵应用技术更新的机遇，秉持可持续发展的观念，结合地域特点合理选用材料设备，对传统供暖系统的缺陷进行改善，最终实现系统建设和生态环境的有机结合。

参考文献：

[1]曹耀新.探讨实现暖通空调领域设计的施工新能源热泵应用技术[J].建材与装饰，2016（02）.

[2]宿晓科.关于实现暖通空调领域设计的新能源热泵应用技术研究[J].知识，2016，36（01）.

作者简介：

刘丽玉（1986.1-），女，山东烟台人，天津城建大学供热供燃气通风及空调工程硕士研究生，暖通工程师，单位：烟台市建筑设计研究股份有限公司，研究方向：建筑暖通。

（作者单位：烟台市建筑设计研究股份有限公司）