地源热泵在暖通空调设计中的应用 王顺付

地源热泵在暖通空调设计中的应用王顺付
摘要：暖通空调的应用愈加广泛，同时产生的能源消耗也是不容忽视的，现阶
段在暖通空调的设计中，更加注重节能与环保，因此地源热泵的有效利用契合暖
通空调未来的设计需要，地源热泵可为暖通空调提供良好的冷、热稳定供应，维
护了暖通空调的安全性能，在设计中应结合地源热泵的优势，与暖通空调设计的
需要，填补以往在暖通空调设计存在的不足，提高暖通空调设计的有效性。

关键词：地源热泵；暖通空调；设计；应用
引言
我国的经济腾飞，遗留了诸多的资源浪费问题，想要维持可持续的发展战略，就需要从生产的各个角度强化设计的环保水平，暖通空调也不例外，地源热泵在
暖通空调设计中的利用，不仅凸显了其环保价值，同时还能升华原本的暖通空调
舒适性，地源热泵可再生且供应的能源较为稳定，延长了暖通空调的使用寿命，
随着未来暖通空调的利用空间拓展，地源热泵会凸显出更多的优势，替代传统的
暖通空调单一设计，缩减在能源上的成本支出，实现更高的经济效益。

一、地源热泵在暖通空调设计中应用的优点
1.稳定供冷、供热
暖通空调在较大的空间中利用，很容易受到外界环境的干扰，而造成空调的
温度调节失衡，采取地源热泵的设计形式，可将供热源埋在地下，暖通空调在安
装上强调了美观性，且地源热泵不暴露在空气中，不必担心环境的干扰问题，保
障暖通空调长时间稳定运行。

2.减少环境污染
传统的暖通空调需要在能源的利用后，大量的排放废弃的气体，因此造成了
较大的环境破坏，对于空气质量的把控难以从根源上预防，地源热泵规避了这一
问题，以更加科学的资源供应办法缩减了对于环境的污染。

3.缩减成本
地源热泵可使得能源循环利用，利用四季的温度变化规律，提高了热能的供
应效率，扩充了能源的应用有效性，更大程度上缩减了能源收集方面的成本支出，虽然一开始的设计成本投入较多，但总体来看，经济的价值是很可观的。

二、暖通空调设计中的应用
虽然暖通空调设计中应用地源热泵具有很大的优势，但是地源热泵的设计往
往容易受到客观环境的限制，无法适合所有的系统设计。

正如：某市的城北小区
建设工程，建筑面积为70000m2，地下90米之内主要是含有砂土，由于砂土的
钻孔开支较少，比较适合使用闭式地源热泵系统，而不适合采用水源热泵系统。

上述案例可见，地源热泵在暖通空调设计中的应用是因地制宜的。

1.热能不足
在大地热能不足以保证冬季取暖时，系统设计要增设制热的装置来增加热能，达到相关规定，满足热量的需求。

而冬季储存的冷能也不能满足夏季制冷需求时，系统设计就得增加冷却装置。

但是增加设备的同时也会增加经济负担，因此需要
经过计算才能确定采用地源热泵技术是否合理。

比如：某酒店建筑物的总面积大
约为20000平方米，整改之前的装置主要由冷却设备和燃煤设备组成，这种装置
较落后、工作效率较低，跟不上现代空调设计的脚步。

在2007年该装置应用了
地源热泵，满足了把夏天的高热能储存在大地当中，以便冬天的时候使用；另外
还可以把冬天的冷能量也储存到大地当中，以便夏天的时候使用，减少空调设计
的负荷，减少对城市环境的污染。

像这种都不满足热能和冷能的需求，且温度差
距很大时，可以考虑使用埋管的方法，系统只需增设冷却装置即可，操作相对于
方便，经济负担也降低了。

2.正确选择机组
机组的正确选择，就是要求机组要和地源热泵的类型适应。

目前市场上的机
组五花八门，各种类型的都有，而且没有统一的规范，因此，在挑选机组时应该
注意此次工程地源热泵的类型适合何种机组。

比如工程应用的是闭式地源热泵空
调设计方法，但是采购了开放式热泵系统的机组，就会导致夏天不可以正常使用。

3.能效比与性能系数的选择
在暖通空调设计当中有效的应用地源热泵，对机组的能效比和性能系数有相
当严格的要求。

每个厂家生产的机组能效比和性能系数都有可能不一样，因此设
计者在选择时需注意。

正如德国某个厂家生产的机组，在制热的性能系数一般在4.5到7.2之间，而在制冷时小的只有0.65吨，大的有30吨，相差较大。

由于厂家的测定条件不一样，得出的值也会有偏差，另外根据工程进行的情况不一样要
求的值也会不一样。

4. 钻孔数量的选择
保证地源热泵设计的正常运行，关键是钻孔数量的选择，对其要求既要保证
地源热泵的正确应用，又要减少能源的浪费。

根据暖通空调设计的相关规定，要
求在设计前应进行岩土热物性测试，当地埋管地源热泵系统的应用面积在
3000~5000㎡时，宜进行岩土热响应试验；当应用建筑面积大于等于5000㎡时，应进行岩土热响应试验。

5. 控制系统
控制系统分别为热泵机组的自动控制系统、室内末端的控制系统和钻孔群的
控制系统，控制系统的个组成部分都各司其职。

比如热泵机组的自动控制系统主
要职责是通过自动化装置对暖通空调进行制冷制热的有效控制，减少人为的工作量；室内末端的控制系统主要是根据室内末端需求信息反馈给主机系统，调节机
组运行；钻孔群的控制系统主要是负责对钻孔系统打开及关闭的控制，以降低系
统能耗，促进控制系统发挥其作用。

三、结论
目前，地源热泵在暖通空调设计中的使用已经得到的我国空调设计者的认可，而且地源热泵具有热源稳定、再生能源、良好的安全性、环保、节约资源等特点，逐渐取代了传统的空调设计。

所以，地源热泵对指引暖通空调设计具有重大的意义，成为暖通空调设计的一个重要发展趋势。

另外，由于地源热泵能量的来源主
要依靠大地，在此基础上减少了能源的开发和浪费，并且与传统的空调设计相比
未带来环境污染，体现了我国的可持续发展战略，与环保节能的主题相适应。

但是，在采用地源热泵技术时要与暖通空调的设计类型相适应，才能促进暖通空调
设计中地源热泵的应用。

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