暖通空调节能中地源热泵技术

王鹤霖

摘要：随着人们对生活质量要求的不断提高，暖通空调的使用越来越频繁，在增加生活舒适度的同时也产生了大量的能源消耗，并且对环境质量也造成了一定的破坏。我国的电力供应能力有限，在空调使用高峰期很难保证供电的稳定性，会对社会各项功能的这样运转和人民的正常生活带来较大的影响。地源热泵技术的运用能够极大降低能源消耗量，减轻供电压力，并满足用户对室内空气质量的需求。本文分析了地源热泵技术的应用原理和特点，然后分析了其应用优势，最后提高了具体的运用方法。

关键词：暖通空调；节能；地源热泵；技术运用

中图分类号：TU831 文献标识码：A 文章编号：1674-3024（2017）05-149-02

引言

地源热泵技术的成熟为暖通空调节能提供了新的发展方向，并且取得了较为良好的应用效果，有效降低运行费用，并减少对电能的消耗，同时也有利于保护自然环境和空气质量，可以在后期进行大力推广。

1地源热泵技术概述

简单来说，地缘热泵就是一种能够将陆地浅层能源转化为高品位能源的系统。因为在我国的浅层地表中蕴藏着非常丰富的热能，随着现代化科学技术的不断发展，已经可以对其进行充分的利用，从而减少对传统能源的依赖。地缘热泵在暖通空调中的应用技术已经相当成熟，在冬季能够将地下的热能提取出来满足室内取暖的需要，而在夏季又可以将室内的热量释放到地能中，通过这种能量转移来使建筑空间的是被温度始终维持在比较舒适的状态下，并增加空气的流通作用。地源热泵一般分为以下三种：

（1）土壤源热泵

这种热泵技术是把热泵的换热器埋在地下，利用地下常温土壤温度相对稳定的特性来实现和建筑室内空间的冷热交换。一般来说，土壤源热泵机组一般都会选用水一水式，能效比能达到4.0kw/h以上，没年可以减少能源消耗量大概40%左右。虽然初期的投入成本比较高，但是后期的运行费用低。

（2）地下水源热泵

地下水源热泵系统是以水体当作低位热源，完成换热之后再把水源送回到原来的水层之中，能够快速达到降温和取暖的目的。但是在实际的应用过程中，有着较强的地域性限制，首先需要确保地下水位，并利用一定的技术手段控制水源在换热的过程中不受到污染，否则会造成严重的生态破坏，对其技术性要求比较高。

（3）污水源热泵

污水源热泵系统又叫作地表水热泵，因为它是一地表中的污水以及中水（污水经过处理后的再生水）作为媒介来进行冷热交换。其最大的应用优势是造价成本较低，并且能源消耗比前面两种系统的都要低。同时，由于污水的水温具备冬高夏低的特点，因此其应用效率会更高。并且不会受到太多的地域性限制，主要有充足的污水源，就能够使用。

2地源热泵的应用优势

2.1空间节约性

地源热泵系统是将空调、地暖以及热水机的功能综合在一起，能够减少对空间的占用。尤其是在目前可利用的土地面积不断减少的情况下，通过大力推广地源热泵技术能够有效节约土地面积，并减少煤场、渣场的建设数量，从而改善城市的环境质量。

2.2节约能耗

地源热泵技术属于可再生能源利用技术，其主要能量来源是地表的土壤、河流、湖泊等吸收太阳能和地热能而形成的低温位热能。同时，地缘热泵技术的利用不会受到地域限制，能够进行大范围的推广。和传统的锅炉供热系统相比，地源热泵系统的能源转化率要大得多，基本上可以将1kw/h的电能转化为4.4kw/h的热能。

2.3方便管理

地源热泵系统的机组运行一般比较稳定，只要注意日常的维护和检修，就不会出现太大的运行故障，因此不需要派大量的管理人员进行实时的巡视和值守。同时，机组系统能够实现单独计费和分户计量，方便进行用户管理。

2.4绿色环保性

地源热泵系统的应用改变了以往依靠煤炭燃烧而产生能量的模式，不会在运行过程中向空气中排放有害物。尤其是目前我国的空气质量持续恶化，雾霾天气频繁，正式需要调整能源使用结构，推广绿色无污染能源的使用技术。同时，以往居民在使用空调制冷和取暖的过程中也会产生温室气体破坏臭氧层，产生温室效应，加快全球变暖的速度，而利用地源热泵技术可以改善这一现状。

2.5运行成本低

由于地源热泵具备高效节省的特点，因此在实际的运行过程中所产生的成本费用也比较低。首先是因为其质量稳定，节约了维修费用。而且其使用寿命比较长，避免了频繁的更新换代，虽然前期的投入资金比较多，但是长远来说，其经济价值还是非常高的。其次，地源热泵系统的自动化程度高，能够节省人力资源，很多环节都可以通过系统进行控制，而不需要人工操作。同时对于用户来说，也节省了日常生活中的取暖费和制冷费，因为地源热泵系统对电能的消耗量与传统的电器相比要小得多。

3地源热泵在暖通空调应用中存在的问题

通过长期的应用实践发现，地源热泵系统也存在着一定的缺陷，第一，初期的投入资金比较高，这也是其一直得不到广泛推广的主要原因。因为我国的经济发展水平存在着非常强的地域性偏差，尤其是在北方一些四季温度变化明显的地区，虽然就其自身的客观条件和主观意愿来说，对地源热泵系统有着强烈的需求，但是受到地区经济发展水平的限制，很难在短期之内得到大范围的推广。这种情况下，需要加大扶持政策扶持力度，从而降低初期的投入资金。其次，地源热泵系统的构建对技术要求较高，并且施工工期比较长。因为施工环境大部分是在地下，需要进行钻孔和埋管作业，这就大大增加了施工难度和实际的技术要求。并且在施工初期一定要经过科学的地质勘探，确保埋管区的地质条件符合规划需求，否则将难以保证后期能源的正常供应。最后，地源热泵技术的应用容易造成地下水质的氧化，從而破坏我国的水文条件，产生严重危害，因此需要提高其应用技术，避免出现这一问题，才能够在将来得到大范围的推广和应用，为改善我国的能源结构和环境质量作出贡献。

4暖通空调节能中地源热泵技术的运用

地源热泵系统是一个非常复杂的工程，需要通过科学合理的设计、专业化的施工以及后期反复的运行调试来保证运行的稳定性。首先在进行系统设计时需要进行根据建筑物特点、地质条件以及使用需求制定设计方案，确定其基本机组构成。其次进行地下岩土热物性等参数的检测，因为这是进行换热器设计的主要依据，也是保证设计方案具备实用性和可行性的基础。通常采用的检测方法是用钻孔进行取样，注意多设置几个取样点，这样能够确保检测结果的客观公正性。最后根据检测结果确定该地域的地质状况，从而确定其埋管深度。在施工过程中要保证按照设计图纸进行，对于不合理的施工设计点要和工程人员进行沟通，不能擅自进行更改。地下施工要注意安全性，强化安全措施，避免发生意外事故。施工完成之后进行质量检验，确保埋管数量和深度符合设计标准。在选择热泵机组时需要选用专用的地源热泵机组，因为现在市场上的热泵机类型较多，在购买之前要强调其类型和参数，避免购置到的类型不能满足应用需求。机组安装完成后，需要进行反复的调试，对于调试过程中出现的稳定制定改进方案，直到最终满足质量需求。

5结论

通过以上分析可以发现，地源热泵系统具备非常强大的应用优势，不仅能够降低能源消耗，也可以起到很好的绿色环保效果，改变利用传统取暖和降温方式中存在的能源消耗量大、环境破坏严重的问题，充分实现了经济效益和社会效益的统一。并且，地热能源具备可再生性，符合社会的可持续发展理念，关键是要在后期尽可能的降低地源热泵系统的开发费用并加大宣传和推广力度，提高其普及性。