浅析地源热泵在暖通空调设计中的应用

叶伟权

摘 要 地源热泵在暖通空调设计中被广泛应用，应用效果显著，已经得到了社会各界的关注。本文将围绕地源热泵在暖通空调设计中的应用优势进行阐述，详细的分析具体的应用方式，坚持实事求是的基本原则，旨在为日后研究工作的顺利进行奠定基础。

关键词 地源热泵;暖通空调;大地耦合热泵

地源热泵具有一定的能效性以及清洁性，将其应用在暖通空调设计的过程中将有效地降低系统的能耗，体现了节能环保的基本原则，在暖通空调设计的过程中将大地耦合热泵、地下水源热泵以及地表水热泵结合在一起，以实现节能减排为发展目标，使之适应当前暖通空调设计的实际需要。

1 地源热泵在暖通空调设计应用优势

第一，有助于体现节能环保的发展理念，地源热泵具有一定的清洁性，在对地源热泵所需要的热量进行分析时，可以发现主要来源于大地，减少了燃料的燃烧，可以有效地降低对周边环境造成的影响。将其应用在暖通空调的设计过程中，省去了冷却塔装置设备的使用，所排放的热能对周围环境的影响较小。

第二，有助于提升暖通空调的能效性，将地源热泵技术应用其中，一定程度上有助于提升能源的利用率，针对在冬季供暖的过程中可以将室内温度控制在最佳的范围内，此时的热泵处于循环运行的状态，蒸发温度较快，在提升了地源热泵系统循环利用效率的同时也提高了暖通空调系统的效能。

第三，有助于保证暖通空调系统的稳定性，对地源热泵在暖通空调设计中的应用进行分析的过程中可以发现，该系统在运行的环节中不易受到外界因素的干扰，热源的温度较为稳定，其中制冷与制热系统参数能够维持在最佳区间，以此保证暖通空调系统的平稳运行。

第四，有助于保证暖通空调的可靠性，随着现代化科学信息技术的不断发展，地源热泵系统不断更新，可以实时远程操控，将其应用在暖通空调系统中可以减少系统的运行成本，在不同的工况下仍然保持正常运行的状态[1]。

2 地源热泵在暖通空调设计中的应用方式

2.1 大地耦合热泵的应用

大地耦合热泵在暖通空调设计中的应用效果较为显著，在实际运行的过程中，主要借助地表浅层土壤的作用，并将其作为主要的热源，将耦合式地热交换器应用其中，在放置预设的地沟时要将其调整为水平的状态，在此环节中，要与室内水环保护进行连接。大地耦合热泵的应用对地表空气温度可以产生衰减，可以有效地获取热源。借助地表浅层土壤省去了冷却塔以及锅炉的安装环节，减轻对外界环境的污染。与太阳能集热装置进行有效的连接，供热和制冷效果较好。在暖通空调设计的过程中，需要做好前期的准备工作，要确认土壤换热系统的类型，如今较为常见的类型为垂直型埋管模式。关注地下换热器运行的实际情况，根据暖通空调设计方案的具体要求做好管材的选择，要尽量选择具备腐蚀性能的材质，并对材质的强度进行控制，以此降低暖通空调的设计成本。例如：某地区将太阳能-地源热泵耦合系统应用在暖通空调设计的过程中，借助太阳能补热的方式维护暖通空调的平稳运行，在夏季时将太阳能集热系统与地源热泵冷凝器相结合，此时二者将实现出水混合，向地下排放热量，对回水温度进行有效的控制;在冬季时太阳能集热器将向地下补热，并处于单独运行的状态。

2.2 地下水热泵的应用

地下水热泵也是暖通空调设计应用的一种形式，在暖通空调设计的过程中，主要实现了地下水与热泵机组的有效连接。其中地下水热泵系统的优势较为显著，水温较为稳定，可以保证暖通空调实现热量交换的稳定性。地下水热泵安装简便，对相关技术人员的专业化水平要求较低，降低了后期的维修成本。但是在实际应用的过程中，要时刻关注抽取地下水的状态，并安排专业技术人员进行回灌工作。由于土壤内部井水传输管道较为复杂，维护不及时将会对传输管道的性能造成影响，为此要结合暖通空调系统运行的实际情况合理应用该系统。例如：地下水热泵在实际使用的过程中会出现回灌阻塞的问题，主要是由于悬浮物堵塞，微生物的生长，由于地下水存在腐蚀性杂质，且酸碱度不平衡，微生物的滋养等一些问题容易造成水泵井管腐蚀以及生锈现象，针对该现象，需要采取最佳的回灌方式，在真空回灌的过程中，不会对滤水层造成影响，该回灌方式主要在地下含水层渗透性较好的老井发挥优势;在应用重力回灌方式时，则主要在低水位和渗透性较好的含水层中发挥优势;在应用压力回灌的过程中，主要在高水位和低渗透的含水层中发挥优势，该回灌方式优势较为显著，有助于维持稳定的回灌速率，可以有效避免外界空气侵入[2]。

2.3 地表水热泵的应用

在暖通空调系统设计过程中通常会应用到地表热泵，可以在实际设计的过程中参考地下水热泵系统的设计方式，在对地表热泵组成方式进行分析，主要是塑料管道，并潜在水面以下，呈现出一定的复杂性的特点，地表水源热泵可以实现地下水热的交换，省去了土壤热交换系统的设置，将其应用在暖通空调设计的过程中，要保证建筑物与管道之间处于相互连接的状态，以此为地表水热泵的稳定运行提供保障。地表水热泵在类型上按照水源热泵机组与地表水的连接方式可以将其分为闭式地表水、开式地表水换热系统等，闭式地表水换热系统在实际运行的环节中，主要将封闭的换热器盘管按照一定的顺序准确的放入到地表水体中，该系统的优势较为显著，由于热泵机组热换器内部的循环介质为干净的防冻液，因此机组不会存在结垢的现象，但是当水质相对浑浊时将会出现结垢的问题，对传热效果造成影响。开式地表水换热系统可以降低对环境的局部影响，换热量较大，如果此时水源的温度较低，夏季则可以直接利用水源底部的低温水来预冷新风或者空调房间的回风，一定程度上可以降低空调系统的能耗，节约能源，保证暖通空调系统处于正常运行的状态。

3 结束语

地源热泵在暖通空调设计中的应用方式具有多样性，此时需要充分结合暖通空调系统运行的实际情况，将影响暖通空调设计的各项因素进行结合，要求相關的设计人员注重提升自身的专业化水平，尽量降低对环境造成的污染，以此保证暖通空调系统的健康运行。

参考文献

[1] 李玲.简述暖通空调设计中地源热泵的应用[J].中国住宅设施，2019（11）：48-49+59.

[2] 柳琦.简析地源热泵在暖通空调设计中的应用[J].中国住宅设施，2019（06）：50-51.