关于地源热泵空调技术的探讨

马飞

摘要：地源热泵空调是一种以地下水、浅层岩土体或地表水为低温热源，且比传统空调系统更加节能高效的空调系统。地源热泵空调利用少量的电能，通过水源热泵机组，提取浅层岩土体、地下水、地表水中的热量或冷量，将低位热能提升至满足用户要求的温度水平，用于空调制冷制热。本文首先分析地源热泵空调系统的主要组成和技术原理，同时对地源热泵空调系统的现状进行简要分析，然后提出地源热泵空调技术的一些优势，最后对地源热泵供技术在国内发展中存在的问题进行讨论。

关键词：地源热泵；空调；技术应用

1、地源热泵空调的概述

1.1地源热泵的主要组成结构

地源热泵空调系统由三部分构成的：能量采集系统、能量提升系统和末端能量释放系统三部分组成。

能量采集系统由浅层地能采集抽回水井或经过集中处理的中水、能量采集器、井口换热器等组成，是地源热泵空调系统的最重要部分。能量采集系统在冬季采集浅层地温能，为地源热泵机组持续提供热源；在夏季将浅层低温能作为冷源，利用其低温特性对系统冷冻水进行冷却，通过地源热泵机组向建筑物提供冷量。

能量提升系统由地源热泵机组、能量输送泵、阀组、定压装置、控制系统等组成。能量提升系统利用地源热泵机组，提升低位能量；能量释放系统利用末端装置，冬季供暖、夏季制冷、日常提供生活热水。能量释放系统有散热器、风机盘管、风机盘管加新风、全空气系统和地板辐射采暖系统等形式。

1.2地源热泵系统的分类

根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统三种类型。地源热泵系统方案设计前，应进行观察场地状况调查，并应对浅层地热能资源进行勘察和评价，对项目使用地源热泵的可行性进行研究来最终确定地源热泵的应用方式和应用量。

2、地源热泵空调的工作原理

正如水通过水泵能从低处向高处流动一样，热泵系统就是能够把能量从温度低（低品位能量）传递到温度高（高品位能量）的设备系统。它是以花费一部分高质能（电能）为代价，从自然环境中获取能量，并连同所花费的高质能一起向用户供热，从而有效地利用了低水平的热能。

制冷模式时，高压高温的制冷剂气体从压缩机出来后进入水/制冷剂的冷凝器，向水中排放热量而冷却成高压液体，并使水温升高。到热膨胀阀进行节流膨胀成低压液体后进入蒸发器蒸发成低压蒸汽，吸收空气（水）的热量。低压制冷剂蒸汽又进入压缩机压缩成高压气体，如此循环不已。此时，制冷环境需要的冷冻水在蒸发器中获得采暖模式与制冷模式相反。

3、地源热泵空调技术应用现状

近几年，我国已经对地源热泵空调技术做了大量研究，并且在施工的过程中都开始使用地源热泵空调技术，为规范地源热泵的应用，国家到地方相应出台相关的技术规程和施工规范。随着地源热泵技术的逐渐推广，我国的绝大部分城市均有应用地源热泵空调。从已竣工的工程来看，办公楼、宾馆饭店、住宅、厂房、商场、学校、医院等均有应用，市面上也出现了大量的地源热泵相关产品，可以看出地源热泵空调技术在我国有很大的市场潜力。地源热泵空调节能环保，也符合我国可持续发展的国情。

4、地源热泵空调技术的优势及特点

4.1充分的利用了可再生资源

地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳辐射能量，比人类每年利用能量的500倍还多（地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量），而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说，地源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。

4.2节能、高效

对于传统的热泵系统总会受到外界天气的影响，不能正常运行。对于传统的热泵系统来说，冬季主机的供热量往往不足便会降低冬季的效果。而地源热泵空调系统温度比较稳定，在与外界交换能量的过程中也没有结霜的可能，所以可以很大程度的节约成本。由于地源温度全年恒定的特点，热泵机组也比传统热泵机组更加安全稳定，能更加经济和高效的运行。

4.3运用安全、灵活

地暖热泵空调空调技术在应用的时候有很高的灵活性，可以根据实际场地进行安装，从而有效的节省空间。系统低温低压稳定运行，无燃烧、爆炸危险，具有很高的安全性。

4.4便于管理，占地面积小

地源热泵空调技术不需要锅炉房或者冷却塔等等室外设施，也不需要煤炭这种燃料，所以也节省了很多面积，对于空间的节省使得地源热泵空调技术的经济效益越来越高，并且使得外观有了一定的改善。地源热泵空调技术也不需要人去看管，减轻了工作人员的负担，同时减少成本，也方便管理。

4.5应用过程中不会生产污染物

地源热泵空调使用的是节能环保技术，而且在运行过程中充分利用地热能源，该能源不会对环境造成污染，也不会生产出污染物，不会对空气中排出有害气体，在一定的程度上减缓了我国环境污染的恶化。所以说，加强地源热泵空调的推广和应用刻不容缓。

5、地源热泵技术在我国发展过程中存在的问题

5.1建设资金投入不足

地源热泵空调技术由于比较节能，所以技术要求相对都很高，很多开发商并不愿意投资这种高成本的技术，而且政府的扶持有限，对地源热泵空调技术的资金补贴较少，这对地源热泵空调技术在我国的发展造成了影响。所以政府部门以及开发商应该对地源热泵空调技术重视起来，设立专门的基金会，大力推广这种技术…。

5.2地源热泵技术研究不到位

我国对地源热泵空调这种新型技术的研究还存在很多问题需要解决，并且在研究的同时也要勇于创新，得到更完善的地源热泵空调技术。

5.3生产技术可靠性不高

随着地源热泵产品的发展，我国已经有很多地方已经在生产这类产品了，但是对于产品的质量和效用并没有完善的评估系统进行检测，所以在使用的时候会出现很多问题。很多生产厂商的工作人员都没有进行过专业的培训，对于热泵产品的了解也很少，在生产的过程中也不会进行严格的计算，导致生产出的产品或多或少都存在一些问题。對于目前国内少有的热泵机型来说也根本不能满足我国建筑工程的需要。

5.4技术人员专业素质水平不高

地源热泵空调技术在我国已经盛行很多年，其技术也已经比较成熟，但是我国缺乏该方面的技术人才，不能充分地利用地源热泵技术，从而充分地发挥其效用。很多从事该专业和领域的人都不够了解这一技术，所以对于地源热泵空调技术应该大力宣传，并且加强对专业人士从业能力的培训，充分发挥热源泵技术的优势。

6、结语

地源热泵空调技术利用地下水、岩土体和地表水这类可再生的浅层地热资源，同时还具有很好的节能和环保效果。虽然现在地源热泵技术在国内发展中还存在很多问题，比如资金不足、技术研究不够深等等，但是随着人们的重视，该技术肯定会得到长足的发展。近几年，地源热泵空调技术在我国研究广泛，并得到了较大的推广和应用，同时由于对节能的重视，地源热泵的相关产品也大量涌现。所以地源热泵空调技术在我国一定可以更好的发展，并改善人们的生活。

（作者单位：江苏华东地质建设集团有限公司）