分析地源热泵在暖通空调设计中的运用

徐峰

（上海江南建筑设计院（集团）有限公司，上海 201808）

地源热泵技术是主要家庭供暖和城市供暖三位一体的复合技术，在我们如何解决相应的空调设备设计问题的过程中，对居民生活和城市建筑物的供暖需求的改善的过程中应该给予一定的帮助。在如今热源供应主要是以对自然资源的消耗作为相应的基本前提，在相应的设备技术上我们应该要实现相应的能源高效转化的过程，确保在能源转变的过程中尽量减少对环境的污染，以便于实现更加优效的节能化设计，在空调设备的节能问题上有突出的表现，促使新能源的开发与地源热泵技术能够取得深入的结合。在我国未来的节能问题的发展上取得突出的成就和远大的发展前景。

1 地源热泵概述

时代的进步使我国在很多的技术领域都取得了突出成就。在我国建筑物供暖和居民对热力供应的需求日益提高的基础上，我国在相应的发展领域有着相应的提高和进步，在暖通空调的和设计的过程中我们应该追求更加良好的发展态势，在以技术支撑的前提下，我们通过发展相应的核心技术，对热力供应方面不断有新的突破，在地上水和地下水的地源热泵技术及地埋管地源热泵技术两个类别中，我们主要是通过水作为载体，不断地向周围的水域供应热源，以及相应的热力，但是在环境的约束下，我们采用的这种技术很容易受到环境的限制而产生性质变化。然后，在泵力技术的运用过程中，核心机制有着核心的热能转化，在适用于相应的过程中，我们对冷热能的转化问题的应用程度上，取得相应的技术发展。使整体在吻合现代化建筑的过程中，不断实现城市集中化的驱使，并达到覆盖面积辐射范围的要求和标准。

2 工程项目概述

本项目位于上海嘉定北工业园区，采用地源热泵系统的建筑为一栋4 层的实验室大楼，建筑面积为8000m2左右。由于场地面积有限，设计地源热泵的换热器采用垂直埋管形式，埋于建筑物底下。泵机在运作的过程中时候总消耗的总能不值域过高过低，保持经济的能源运作，在高效率时段运作过程中对阻力的热量盈余的反向补充作用也是最大的，能够最大限度地将热量进行有效的循环。设备的选型考虑将在下文中阐述。

3 地源热泵技术的工作原理

地源热泵技术（见图1）在交换原理的过程中我们应该通过硬性要求达到对其需求的目的性，在不同环境中，性能的波动性的表现也因而不同，所以在相应的热力能源泵机在作业转化的过程中我们要实现相应的暖通空调与土壤土质的性质相和谐和和持续性的稳定的作业和流动过程，以保证作业的整体高效稳定的运行，在不同环境下达到相应冷热随着需求能够自由切换的目的，这对于建筑的需求也是有着实时的需求和建设性调整的过程。

图1 地源热泵

在冬季，温度持续下降低温的过程中，我们应将管道地源热泵机的运作转移到地上，以释放在机器中储存的热能，达到对建筑物升温保护的作用。在夏季高温的情况下，我们通过将系统转到地下冷库保存，将热力通过相应的土壤为系动力纽带达到能量传输的目的，在能源相互转化的过程实现热量的供暖，在建筑物持续供暖的状态下，能量的转化规律总是由高势能向低势能转变的过程，由于势能的变化过程中，作为自然界能源守恒的定律之一，我们在将热力相互传递的过程中我们要将媒介的运用更加以灵活的形式进行有效运用。

4 在暖通空调设计中的应用

在能源的利用上我们应该采用更加新型的能源。我国在新能源的领域中不断取得了突出的成就，在地热运用和清洁能源的运用上有了实质上的展开和运用，在我国城市现代化的建设中对能源转化系统的建设以及在空调制冷涉及的冷热转化方面的进度上整体进行的能量综合调控措施是系统的，因此在基于地核释放的巨大的能量，以焦耳单位进行计算，几乎等同于每年太阳的敷设总量的一半。因此我们应积极运用这种巨大的能量。

4.1 大地耦合热泵

在实际应用中，一方面，应该对地下土壤换热系统的类型进行选择。在当前技术条件下，从埋管模式分析，可以分为垂直型和水平型，需要设计人员根据建筑的实际情况进行合理选择，一般情况下多采用垂直型埋管模式；另一方面，应该地下换热器管材进行选择。由于管材需要埋设在地下，从地源热泵系统运行的可靠性和稳定性出发，应该确保管材具备良好的耐腐蚀性和化学稳定性。

4.2 地下水热泵

其优势在于，占地面积小，效果显著，而且如果设计合理，几乎不需要进行维护，不会产生维护费用，同时技术相对成熟，施工简单，如图2 所示。在抽取地下水之后，需要及时进行回灌工作，避免对区域生态环境和地理环境造成负面影响；另外，在土壤内埋设大量的井水传输管道，可能会引发局部性的管道腐蚀问题。因此，地下水热泵的形式在当前技术条件下，一般都是作为暖通空调的辅助项目，并不常用。

4.3 地埋管地源热泵暖通空调系统埋管形式的选择

在方式和手段的选择上我们要尽量选择在宏观整体上都能够对其有综合调控的方案和措施，在结合相应实际项目的工况情况时候，对其中热力地源热泵系统的结构式分布以及在施工区域内的调查和调控都可以对其进行整体效能的有效转化机制，在整体系统的构成过程中我们x/y 两个轴向的能量水平分布在热性能或许存在不均式的分布，但是受制于地质构造的影响我们对于整体影响程度的影响过程应有探讨后再进行实际的应用。因此地源热泵暖通空调系统才是研究的重点。

4.4 地源热泵应用中需要注意的问题

图2 地下水热泵空调系统装置

按照区域发展的实际情况进行系统分析，由于这一系统本身就具备较大的优势作用，在使用环节中环境发展也会受到一定影响。如果夏季系统工作中不能对热量进行有效存储，那么在冬季中的冷能就会受到明显影响，不能满足建筑物的制冷和供热要求。所以，在地源热泵系统设计过程中更需要加强对冷却装置的增加，虽然这一设计会出现成本增加，但是可以在实际工作中发挥更稳定的优势作用，因此工作人员在设计过程中就需要按照预算进行分析，判断是否需要增加冷却装置。

5 结语

通过上述分析，我们可以知道在当今的时代，能源的利用是现当今时代的主要核心，如果城市失去了能源，将会是机器瘫痪，大型以及相关民用，企业用的设备或者机制都会停滞，因此所有的运作机制都会停止，使得经济、政治等都会崩塌，能源机制的利用是21 世纪最为核心的技术领域的建设，我们要推进有效的供热和空调制冷技术实现低耗能，或者循环能量的运作机制，无论是从国家的角度还是个人的角度都想很好地提高热泵技术在使用领域的实用价值。