简析地源热泵在暖通空调设计中的应用 陈辉军

简析地源热泵在暖通空调设计中的应用陈辉军

发表时间：2019-10-28T15:47:14.283Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年15期作者：陈辉军[导读] 在基础生活条件不断改善的情况下，人们对日常生活的追求也不断提高，尤其是对于工作、居住的环境，要求具备更高的舒适性。

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摘要：在基础生活条件不断改善的情况下，人们对日常生活的追求也不断提高，尤其是对于工作、居住的环境，要求具备更高的舒适性。建筑内舒适性的重点就是保持适宜的温度，暖通空调在应用上展现出了较好的效果，能够有效地调节室内温度，保持较好的舒适感，但是暖通空调也存在着较多缺陷，不适合长期应用，而地源热泵则能弥补暖通空调在应用上存在的不足，使用地源热泵能够减轻空调使用为生存环境带来的负担，符合能源使用生态环保的需求，更能满足长远发展的需要，必然成为暖通空调改良的重要方向。本文就地源热泵的优势展开探讨，并分析其在暖通空调中的应用，希望能够给暖通空调的设计提供一定参考。

关键词：地源热泵；暖通空调；设计；应用

引言：随着社会的进步，基础生活设施不断改善，为人们生活带来了很多便利，但是在生活改善的过程中，导致了较为严重的环境破坏，为长远的发展造成了一定阻碍。空调是如今城市居民普遍使用的家庭基础设施，能够调节室内温度，但是在使用过程中会出现污染环境的情况，而且用户经济消耗也较为严重，因此亟待寻找一个具备经济性和环保性的方法对现有的暖通空调加以改进。地源热泵的出现为改进提供了有效途径，地源热泵符合经济发展和绿色环保的需求，可以节约能源使用，减少环境污染，符合长远的发展需求，并且应用效果较为理想，可以较好的改善室内环境，能够满足用户的基本需要，未来必然有广阔的发展空间。

一、应用简述

地源热泵理念最早出现于1912年，最初的技术应用是在英、美两国，根据地区特点，北欧地区接近北极圈的国家主要是应用与冬季的采暖，而美国则是重视的冬夏联合使用，就基础气候环境而言，我国与美国相似，应用上可以参考美国的应用方案。地源热泵的应用是将大地或水作为冷热源，随后与室内环境进行能量转移，实现冬暖夏凉的目的，在夏天，就可以依靠连接的水或土壤，将室内的热量转移到水或土壤中，冬天就可以抽取地下存留的热源，提高室内温度，该流程实现只需消耗极小的电力[1]。同时还可以设计存储装置，在冬天收集冷源，夏天收集热源，在需要的季节投入使用，这样可以进一步节约能耗，实现资源的有效利用。对于能源的使用，地源热泵并没有太多限制，地下水、江河水、海水，甚至是工业尾水、坑道水等都可以作为能源来进行使用，可以实现资源的高效利用，更能满足经济发展的需要。

二、应用优势

1.环保性

环保是如今社会发展的一个重要关注点，地源热泵的应用能够满足环保的需求，而且应用阶段还不存在严重的能源消耗。地源热泵的应用还是需要电力作为辅助，但是整个流程消耗的电能极小，获取同等能量所造成的能源消耗偶要远小于传统的暖通空调，由此来看，就不会给电力资源的的运行造成负担。同时，整个流程的运行是属于能量的交换，中途不会出现物质形态改变的情况，也就不存在化学反应给环境造成的污染，环保性能较好。

2.高效性

相关数据显示，地源热泵使用阶段，每消耗一份能量，就可以获取四倍的热能或是冷能，即使是较大的空间，例如厂房、仓库，也不需要太大的消耗，只需要少量能耗既可以供应整体的需要[2]。同时，在设计过程中，可以根据季节特点收集能量，夏天收集热源，冬天收集冷源，在需要应用的阶段直接应用即可，这样不会可以尽快投入使用，效率显著提高。另外，地源热泵的使用，低温要低于传统暖通空调，这样就可以充分保障制冷效果，供热性能也较为突出，可以充分保障环境的舒适性。

3.稳定性

地源热泵的运行过程，无论是在系统工作还是温度调节上都有足够的稳定性，出现异常情况的可能性较小。在系统工作过程中，都有只能哈系统直接控制，能够实现自我调节，相关的管理人员只需要在电脑上采集数据，就可以明了系统运行情况，分析其中是否存在问题，避免出现运行异常的情况。在温度调节上，地源热泵可以将环境内温度控制在适宜区间，不会受到外界环境的影响。

4.经济性

经济性是地源热泵最为突出的特点，首先原始空调系统构建上，就不需要消耗过高的成本，在后续应用阶段，只需要消耗少量的能源就可以充分调节室内温度，整体消耗的费用要远低于传统暖通空调。其次，在应用阶段，主要使用的能源是水资源，并且过程中不会对水资源造成任何的污染或是消耗，充分保障得到能源的反复利用。最后，在能源选取上，主要是自然资源，尤其是利用率不高的太阳能和地热能[3]。由此可见，该技术无论是在短期还是长期，都具备着足够优异的性能。

三、实际应用

1.大地耦合应用

大地耦合是将地表土壤作为能量来源，地表每天会吸收大量的热量，其中多数不能被人类所利用，而使用地源热泵之后，则可以提高能量的利用率。一般选择垂直埋管方式，设计时需要根据地区特点进行设计，深度要足够，这样能够有效的避免地表温度波动给设备运行带来的影响[4]。在系统构建时，成本和时间消耗都比较低，而且不需要搭建一些会对环境造成污染的设施，满足环保需求。在系统运行过程中，还可以联合太阳能一同使用，这样可以提高能源的利用率，并且能够在更短时间内完成温度的改变。另外，气候、季节的变化对地源热泵也不会产生影响，可以保障长期的稳定运行。

2.地表水应用

地表水热泵是将地表水资源作为能量来源，此种方式适用于地表水资源丰富的地区，尤其是接近江河湖泊的区域，在应用阶段，只需要将管道置于水面以下即可[5]。但是需要注意，铺设管道时一定要充分考虑地区旱涝情况，以免出现旱季地表水量减少，导致设备无法运行，同时还需要定期进行维护，毕竟地表水可能有较多的人员活动，有可能出现管道破坏的情况。

3.地下水应用

地下水热泵是将地下水资源作为能量来源，较之于地表水热泵，此种方式受到人为因素影响的几率较小，同时，管道铺设是在地下，这样就不会造成地表的侵占，经济价值较高。在系统布局过程中，应该充分考虑地下水运行特点，构建性能优异，并且对环境影响较小的运行系统，同时需要注意做好定期维护，以免运行出现问题，相对于其他方式，地下水热泵需要的维护较少，其中消耗的成本也比较低，经济价值更为突出[6]。地下水热泵在应用阶段不会对水资源造成影响，经过使用后，水资源成分不会出现任何改变，同时，中途几乎不会造成消耗，也就是使用后，水资源含量不会有过多减少，满足绿色环保的需求。

结束语：

地源热泵在应用上具备着低能耗、高效率、经济、环保的优势，能够有效的调节室内环境，未来必然成为暖通空调应用的主要方向。在社会持续进步的基础上，建筑行业的规模不断扩大，暖通空调作为日常生活中的重要设施，未来的应用空间极为广阔，这也代表了地源热泵有着足够广阔的发展空间。在地源热泵应用于暖通空调的设计中，要充分考虑好每一个环节，保障其功能的正常运作，使之能够发挥出更大的效益，尽可能的减少非环境造成的破坏，推动国民经济的长远健康发展。

参考文献

[1]胡强.简析地源热泵在暖通空调设计中的应用[J].低碳世界，2017（25）：198-199.

[2]程果.简析暖通空调设计中地源热泵的应用[J].智能城市，2017（3）：202.

[3]陶继仲.暖通空调设计中地源热泵的应用分析[J].低碳世界，2018，No.179（5）：174-175.

[4]张志英.地源热泵在暖通空调设计中的应用[J].丝路视野，2017（31）：102.

[5]胡勇.浅述地源热泵在暖通空调设计中的应用[J].中国住宅设施，2017（9）.

[6]刘忠臣.绿色建筑技术在暖通空调设计中的应用[J].环球市场，2016（17）：267-267.