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摘 要： 摘要：地源熱泵技術(shù)作為一種新型的技術(shù)，憑借其獨特的技術(shù)優(yōu)勢已在現(xiàn)代暖通空調(diào)工程得到了廣泛的應(yīng)用和普及，并取得了明顯成效，有力地促進了暖通空調(diào)工程的發(fā)展。本文將對地源熱泵技術(shù)在空調(diào)中的應(yīng)用進行分析，以供參考。 關(guān)鍵詞：地源熱泵;原理;優(yōu)勢;應(yīng)用
摘要：地源熱泵技術(shù)作為一種新型的技術(shù)，憑借其獨特的技術(shù)優(yōu)勢已在現(xiàn)代暖通空調(diào)工程得到了廣泛的應(yīng)用和普及，并取得了明顯成效，有力地促進了暖通空調(diào)工程的發(fā)展。本文將對地源熱泵技術(shù)在空調(diào)中的應(yīng)用進行分析，以供參考。
關(guān)鍵詞：地源熱泵;原理;優(yōu)勢;應(yīng)用
因地源熱泵技術(shù)具有節(jié)能高效、環(huán)保清潔的優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于建筑暖通工程中,通過較少高位能源能實現(xiàn)低溫位能向高溫位能轉(zhuǎn)移,一方面能起到冬暖夏涼的基本功能,另一方面利用效率較高,且對環(huán)境破壞性較小,是目前暖通空調(diào)應(yīng)用中既能實現(xiàn)經(jīng)濟效益、又能實現(xiàn)社會效益和生態(tài)環(huán)保效益的技術(shù)之一。地源熱泵系統(tǒng)的能量都是從大地獲取的，在暖通空調(diào)設(shè)計中應(yīng)用該技術(shù)，可以有效降低能源的消耗量，與此同時，還不會對環(huán)境造成污染。
1地源熱泵技術(shù)在暖通工程中的應(yīng)用優(yōu)勢
地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)項目的應(yīng)用中，與其他傳統(tǒng)技術(shù)相比，更具優(yōu)勢，如無環(huán)境污染，實現(xiàn)有效利用可再生能源和經(jīng)濟合理等諸多優(yōu)勢。首先，其環(huán)境無污染優(yōu)勢的優(yōu)點主要是由于其應(yīng)用過程不需要依靠燃料燃燒獲得所需的熱量，因此不會有相應(yīng)的污染和有害氣體，所以對環(huán)境和身體不會有任何傷害。另外，該技術(shù)與傳統(tǒng)的空調(diào)或鍋爐等技術(shù)相比，使用制冷劑在泄漏過程中的問題要小得多，所以造成環(huán)境污染的幾率可以忽略不計。再次，為了有效利用可再生能源優(yōu)勢，在實施過程中，能源的使用是一些地熱能和太陽能等可再生能源，即使能源利用率高，也不會造成任何能源損失，不會影響環(huán)境質(zhì)量，破壞生態(tài)平衡。對于使用可再生能源，該技術(shù)是最獨特的優(yōu)勢，不是任何其他加熱技術(shù)。
2地源熱泵特性與種類
2.1大地耦合熱泵
它的熱源、熱匯是以地表淺層土壤為主，對比傳統(tǒng)空氣熱泵具有如下優(yōu)點：①與地表水與空氣相較而言，土壤深入地下時，全年的溫度波動相對較小，土壤影響地表的空氣、溫度，具有衰減、延遲作用。所以，多數(shù)條件下，熱源、熱匯宜作為熱泵裝置，確保系統(tǒng)高效率、穩(wěn)定運行;②土壤作為熱泵的熱匯、熱源，可取代傳統(tǒng)空調(diào)的鍋爐、冷卻塔，減少空氣污染，降低環(huán)境熱污染;③同空氣熱泵比較，大地耦合熱泵無除霜問題，無需風機回收土壤熱量，可降低系統(tǒng)噪聲等級;④土壤自身屬于蓄冷體和蓄熱體，所以，大地耦合熱泵能結(jié)合太陽能集熱裝置，利用土壤放熱功能、蓄熱共鞥，獲取最佳制冷效果、供熱效果;⑤土壤傳熱性能較差，需提供較大傳熱面積，所需占地面積過大;⑥埋設(shè)地下管道時，其成本較高，運行故障檢修難度較大;⑦當土壤干燥，降低其導熱性能，在夏季時，向外排熱難度大，呈不可逆運行狀態(tài)。
2.2地下水熱泵
地下水熱泵屬于地源熱泵的重要分支，該類熱泵技術(shù)通過地下深井，依靠熱匯、熱源實現(xiàn)制冷或供熱。由于地下深井水位身處地層，深度相對較少，深井水水文甚至恒定不變。所以，熱泵運行具有顯著優(yōu)勢。其優(yōu)點可表現(xiàn)在如下方面：①布局緊湊的水井系統(tǒng)，占地面積較小，地下水回灌與抽取時，占地面積不會對其造成影響;②針對大地耦合熱泵而言，地式熱交換器改善成本較小，針對大型熱泵系統(tǒng)，井水單位容量成本極低，若井的流量較高，即可達到整個空調(diào)系統(tǒng)需求;③同中央空調(diào)系統(tǒng)比較，使用地下熱泵系統(tǒng)，如果設(shè)計合理，因不用維護，基本不會出現(xiàn)維護費用，若地下水回灌至蓄水層之后，不會影響地層的實際含水量。所以，針對地理環(huán)境與生態(tài)環(huán)境幾乎沒影響;④許多商業(yè)系統(tǒng)選擇地下熱泵系統(tǒng)，多年實踐證明該技術(shù)較為成熟，同時，鉆井技術(shù)可行性較高，系統(tǒng)簡便易行綜合造價低，水井占地面積小，可以滿足大面積建筑物的供暖空調(diào)的要求。
2.3污水源熱泵
污水源熱泵，主要是從工業(yè)污水、城市污水中提取低品位熱源熱量，將其轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)能源，直接向住宅用戶提供熱、冷負荷的熱泵系統(tǒng)。使用污水源熱泵，是指利用水質(zhì)穩(wěn)定、溫度變化小的特點，以污水作為熱源進行制冷、制熱循環(huán)的一種空氣調(diào)節(jié)裝置。它具有如下優(yōu)點：①污水源熱泵是利用污水處理廠出水量大，水質(zhì)穩(wěn)定，常年溫度在13～25℃等特點，以污水作為熱源進行制冷、制熱循環(huán)的一種空調(diào)裝置。污水源熱泵具有熱量輸出穩(wěn)定、COP值高、換熱效果好、機組結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點，是實現(xiàn)污水資源化的有效途徑。②污水源熱泵比燃煤鍋爐環(huán)保，污染物的排放比空氣源熱泵減少40%以上，比電供熱減少70%以上。它節(jié)省能源，比電鍋爐加熱節(jié)省2/3以上的電能，比燃煤鍋爐節(jié)省1/2以上的燃料。由于污水源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定，其制冷、制熱系數(shù)比傳統(tǒng)的空氣源熱泵高出40%左右，其運行費用僅為普通中央空調(diào)的50～60%。同時，它也存在一定缺陷，污垢還常常使流道表面的粗糙程度增加，引起摩擦系數(shù)和局部阻力系數(shù)的增加，這必然要引起整個換熱器的流動阻力壓降增大，故泵消耗的功率增加。所以在污水源熱泵系統(tǒng)中換熱器的設(shè)計、使用中，如何防垢、抑垢、除垢是非常重要的。
期刊推薦：《節(jié)能與環(huán)保》(月刊)創(chuàng)刊于1983年，由中國資源綜合利用協(xié)會、中國節(jié)能協(xié)會和北京節(jié)能環(huán)保中心主辦。設(shè)有：政務(wù)動態(tài)、參考資訊、研究探討、節(jié)能減排案例、節(jié)能環(huán)保技術(shù)、節(jié)能環(huán)保論壇、行業(yè)交流等欄目。
3暖通空調(diào)設(shè)計中地熱泵源的運用
3.1地埋管道和熱泵機組結(jié)合
在實際運用過程中采用地埋管道和熱泵機組相結(jié)合的方式是比較常見，也是運用起來比較簡單的組合方式。設(shè)計過程中依據(jù)地埋管路位置的不同采用不同長度的管路，對于水平埋管單位長度的熱量和冷卻負荷的不同，可以確定鉆孔開槽的間距。對于豎直埋管單位長度的換熱量和最大取熱負荷計算開槽的占地面積。完成上述實際操作后就可以依據(jù)計算結(jié)果選擇熱泵機房中熱泵機組的規(guī)格型號，使用臺數(shù)、配套水泵、分集水器、定壓裝置、水處理裝置等，確定前期準備工作后就可以進行熱泵機房實際圖紙的設(shè)計工作。同時選擇合適的機房面積，設(shè)計機房內(nèi)電源開關(guān)的安裝位置。最后，進行安裝圖紙和實際布線圖紙的設(shè)計工作，以滿足實際工作需要。
3.2地埋管道和熱回收機組結(jié)合
對于工程實際工作中排熱量系數(shù)大于一個單位的工程項目中，就可以采用地埋管道和熱回收機組結(jié)合的方式進行設(shè)計，由于我國北方氣候比較分明，冬季溫度十分寒冷對于熱量的需求比較多，而到了夏天地表溫度又十分炎熱。因此，在暖通空調(diào)的設(shè)計中就可以利用氣候變化的這個鮮明的優(yōu)勢進行設(shè)計，同時還可以滿足人們冬天對于熱水的需求量的要求。夏季到來的時候，可以采用熱回收式熱泵機組通過地埋管向巖土排出一部分熱量，熱水被回收機組加熱后進入實際生活渠道，提供建筑日常需求。到了冬天的時候，可以向巖土體取熱，進而達到熱量的平衡機制，巖土體可以將夏季回收的熱量全部用來制冷也可以只用熱量的20%，這個過程完全可以由操作人員自由控制。
3.3地埋管與熱泵機和冷卻塔結(jié)合
夏季對室溫要求較高，同時冬季對室溫要求也很高的場景，可以采用不將夏季收集的熱量源排出到巖土體中，而是將熱量直接輸送到冷卻塔。通過冷卻塔可以將熱量進行冷卻，之后可以直接使用，就可以避免在經(jīng)過一個冬季才能投入使用的進而產(chǎn)生了熱量流失的弊端。而且可以充分地保證排熱量系數(shù)保持在一個單位左右不受影響。北方到了秋季后風力就相對充足，通過儲存的風力也可以保證冷卻塔的動力源得到保證，風力可以將風能轉(zhuǎn)換為機械能，根據(jù)能量守恒的原則，就可以積極的做功，保證動能得到源源不斷的供給過程。可見這一過程是十分有利的。因此，該種機制的組合在現(xiàn)階段暖通空調(diào)設(shè)計中受到了更加廣泛的應(yīng)用，而且，已經(jīng)有很多較大型的空調(diào)廠商都是采用地埋管與熱泵機和冷卻塔結(jié)合的設(shè)計組合形式。下一步的發(fā)展方向?qū)⑹遣粩嗟拈_拓市場，滿足人們?nèi)找嬖黾拥男枨罅俊?/p>
4結(jié)語
綜上所述，加強對地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)中應(yīng)用的研究分析，對于其良好實踐效果的取得有著十分重要的意義，因此在今后的暖通空調(diào)設(shè)計過程中，應(yīng)該加強對地源熱泵技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)與重點要素的重視程度，并注重其具體實施措施與方法的科學性。——論文作者：鐘仲兵