暖通空调领域新能源热泵技术应用探究

彭涛

摘  要：暖通空调领域新能源热泵技术的有效落实，一方面能够为现代建筑功能空间的使用提供更舒适的环境，使居民生活质量水准显著提升;另一方面，凭借能源循环系统，更便于借助可循环利用的能源系统降低传统资源的损耗，使我国经济可持续发展观念得以落实。本文基于新能源热泵技术应用展开分析，在明确技术特点与存在问题同时，期望为后续建筑功能空间的使用提供良好参照。

关键词：暖通空调;新能源;热泵技术;应用分析

暖通空调系统是现代建筑基于居民生活质量要求演变而来的工程项目。在技术落实期间，不但能够通过系统调节的措施，更有效管理建筑功能空间的使用质量，同时凭借新能源概念的落实，更便于降低传统供电与供暖企业能源损耗压力。故而，暖通空调系统的构建，应该积极引入新能源与热泵技术理念，以便暖通及空调系统运行质量与可靠性满足现代建筑需要。

1 新能源热泵技术概述

热泵技术是利用卡诺循环原理转换热量的装置，通过完善的循环系统，能够以小部分电能启动设备系统，从地下、空气、太阳等环境中摄取其他能源，再通过能源转换装置使此类能源具备可利用性。比较传统暖通空调技术，热泵技术能够更直接的满足新能源技术需要，使能源转换效率与运行稳定性得到提升，使暖通空调系统的适用范围得到更广泛的发展。

2 新能源热泵技术应用分析

2.1 地源热泵应用

（1）地源热泵原理。地源热泵系统可分为供暖与制冷两方面进行分析。首先，在供暖系统中，地源热泵他压缩机能够对地下水源进行气——液化的转换，并且凭借水源循环不断吸取岩土与地下水环境中的热量，以便以便借助冷媒循环系统在蒸发器中的应用，将热量排向建筑空间内;其次，在制冷系统中，压缩机应通过对冷媒做功使其流向转变，通过蒸发器将室内热量转移至地下水源循环中，以便室内持续保持在适当的温度环境内。（2）地源热泵特点。根据地源热泵系统运行原理可知，地源热泵供暖系统比较传统电能供暖系统能源的损耗耕地，并且在系统运行过程中，不会对水源造成任何损耗与污染。其次，地源热泵设备构件较小，结构安装也非常紧凑，不但能够有效降低建筑空间占比，同时运行稳定性与安全性能够得到显著提升，以此提升系统运行的寿命。（3）地源热泵问题。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。首先，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;其次，基于我国地质状况复杂的特点，在展开地源热泵设计与施工期间，必须对地方岩土质量环境进行勘测，以避免大量开采地下水期间不会导致基土塌陷与下沉的问题。最后，地源热泵在技术投资方面，初期投资通常较大，通常在系统打井至一定深度时，才能进入恒定的温度环境，若想此类新能源技术得以全面落实与推广，地方政府必须给予大力支持。

2.2 空气源热泵应用

（1）空气热源泵特點分析。空气能是取之不尽用之不竭的可再生能源，空气源热泵正是采用这种可再生能源辅以清洁的电能进行能量提升的节能设备。相对于地源热泵、太阳能热泵和污水热泵，空气源热泵适用区域更为广阔，除了气候条件的限制外几乎不受其他任何限制。空气源热泵空调节能效果显著，通过输入少量的电能可以得到3～4倍的热能，系统安装维护简单，运行费用低。据空气源热泵采暖系统冬季运行费用数据显示：在严寒地区比燃气壁挂炉节省15%，比电采暖节省60%;在寒冷地区比燃气壁挂炉节省50%，比电采暖节省70%;在夏热冬冷地区比燃气壁挂炉节省41%，比电采暖节省24%。在运行过程中，空气源热泵空调系统对于环境的污染物排放也极低，实现了节能环保的目标。随着新型建筑保温材料的发明和空气源热泵技术的不断完善，空气源热泵空调系统凭借其节能、环保、安全和美观等优点快速商品化，逐步应用于商场、酒店、大型车站、综合医院等集中供暖制冷的场所。

（2）空气热源泵存在问题。空气源热泵低温适应性差，普遍存在的问题有：a.热泵的热输出功率远低于热负荷需求;b.低温环境下压缩机运行容易过热导致停机，需要电加热辅助;低温环境下的COP值偏低等。需要攻克的技术难点有：减少室外机的霜冻现象和缩短化霜时间;压缩机实现多级压缩和变频运行;与其它热泵耦合使用等。

2.3 太阳能热泵应用

（1）太阳能热泵原理及功能。太阳能热泵系统是借由太阳能与热泵技术组成形成的复合式技术类型，其功能性可分为采暖与制冷两种。其中，采暖系统主要由集热系统与热泵系统组成，在太阳能集热过程中，可借由压缩机、换流器、散热器等设备将能源类型转换为电能，以便满足住户对室温的要求。此种采暖系统的应用最突出的特点便是能够通过极少的电能获取更多的能源，以便降低地方电力企业的供应压力，同时更能够克服传统太阳能间歇性与分散性的问题，使能源转换效率与供应稳定性得以保障;其次，在制冷功能中，在原有集热与热泵系统基础上增加了热交换器与制冷水箱，以便制冷剂在压缩机的作用下将储水箱热量吸收，提升热能置换效率，使太阳能热泵系统持续处于较低的温度状态，并能够通过冷凝管与热传导设备将室内温度降低。

（2）太阳能热泵存在问题。太阳能是可持续利用资源中较常见的能源类型，在我国新能源市场领域中已经具备较成熟的技术体系，使得部分地区的电力能源损耗量得到有效降低。但站在现阶段太阳能技术难点角度来看，太阳能分散、不稳定、初期投资较高的问题仍需继续解决，并且还应该根据太阳能热泵系统构建要求拟定详细的管理制度，以便管理现代太阳能市场环境，使太阳能设备能够为更多的民众生活提供帮助。

2.4 污水源热泵应用

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、废渣和废气，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。

3 结束语

新能源热泵技术在暖通空调系统中的有效利用，不但能够根据地区供暖与制冷能源损耗特点提供更完善的能源补偿措施，通过稳定且可靠的能源供给平台，降低地区供暖与电力企业的能源供应压力，同时新能源的利用能够有效降低污染物排放量，使地区生态环境质量得以持续保障。故而，在论述暖通空调领域新能源热泵技术应用期间，必须明确新能源热泵技术类型与问题，并提出详细且完善的解决方案，才能为后续暖通空调系统的构建提供更全面的技术保障。

参考文献

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