地源热泵在暖通空调设计中的应用简析

地源热泵在暖通空调设计中的应用简析

近年来，随着我国城市化建设快速推进，带来了城市建筑领域的新繁荣。与此同时，随着人们物质生活条件的好转，人们对于建筑功能的要求也从过去简单的居住向舒适性、智能化的方向转变和提升。加上建筑行业企业的竞争业态日渐激烈，要想赢得市场发展，建筑企业必须关注并重视人们对于建筑功能的需求变化。为给人们提供更加舒适的居住环境，以便在激烈竞争中站稳脚跟，建筑企业在暖通空调建设方面的投入也越来越大。近年来，地源热泵技术在暖通工程中的应用越来越广泛，其低碳节能的优势深受企业青睐。本文中，笔者就当前地缘热泵技术在暖通空调设计中的应用情况展开分析。

标签：地源热泵；暖通空调设计；应用范围；技术

一、暖通设计的内容与地源热泵简述

（一）暖通设计的内容

暖通空调工程，是建筑工程中非常重要的一项内容，其主要功能是维持建筑室内温度、湿度平衡，给人们创造舒适宜居的居住环境。近年来，随着相关科学技术的不断革新与进步，暖通空调的相关技术也发生了日新月异的变化。特别是近几年，在国家绿色生活、低碳环保理念的宣传下，低碳节能的地源热泵技术在暖通空调工程中应用广泛。暖通空调工程主要包含三大环节内容：（1）采暖，改变室内温度；（2）通风，置换室内外空气，净化室内空气；（3）空气调节环节，通过空气的置换实现室内湿度的转变。在具体的应用中，往往要根据实际工程的特点和现状，要将采暖通风和调节三大环节有机结合，以便设计出节能环保舒适的暖通工程，为人们创造优质舒适的居住环境。

（二）地源热泵系统概述

地源热泵系统是运用能量转换原理，实现冷热能得互相传播，达到降温减湿或增温增湿的目的和效果。通过运用蒸发设备或是冷凝设备，将其放置于建筑物的正下方，利用介質传播原理将冷热温度传递给土壤，实现温度调节。例如，在寒冷的冬天，地源热泵系统能够储存冷能，在炎热的夏天则会储存热能，在需要的时候便由人工控制，将冷能或热能释放出来。如此一来，在冬天居民便能感受到温暖，在夏天能享受到凉爽，令室内居住环境与舒适度得到整体的提高，并且耗能小，减少了不必要的资源浪费。

二、地源热泵系统的特点与优势

（一）地源热泵具有经济性与能效性

地源热泵具有高度的经济性，通过运用热传递原理减少了资源损耗，同传统的空调制冷制热系统相比较，前者即使需要采用空调设备实现温度调节，但后者

的运行费用与耗能更高，并且制冷、制热效率也远远不如地源热泵系统。除此之外，地源热泵还具有能效性的特点，由于该系统的能量主要来源于大地，虽然对燃料与能源的使用率不高，但却仍然没有影响到地源热泵的调节效果，在实际运用过程中，地源热泵反倒能够轻松实现冷热能的传播，并且效果较普通空调更优，为居民提供舒适的居住环境。

（二）地源热泵具有清洁性和安全性

根据地源热泵的运转特点和原理，可以得知其无需使用多余的能源产生热能或冷能，只需要将大地中储存的能量通过介质传播到建筑物内便可，剔除了耗能大的燃料燃烧环节，体现了地源热泵系统的清洁性。一方面，燃料燃烧环节的减少令其对周边环境造成的污染小、影响小，不会有多余的燃料垃圾和废弃物污染；另一方面，地源热泵系统的装置相对简单，不会给周边环境带来过多的建设压力，减少了传统的制冷塔装置与外挂机等设备。除了清洁性，地源热泵还具有高度安全性，其工作管理和操作都是由计算机系统完成的，即使将其置于建筑物下方依然能够进行远程操控和调节，并及时满足室内居民的温度调节需求。地源热泵系统受外界环境的影响小，并且具有稳定性与安全性，实现温度转换的同时确保人们在安全的环境下进行使用。

三、暖通空调设计中地源热泵技术的具体应用

（一）大地耦合热泵

大地耦合热泵的工作原理是将地表的温度进行能源转换，并实现冷热传播。相较于传统的空调设备，大地耦合热泵的更具有优势。首先，该技术利用在一定深度下土壤温度变化小的特点，将热能或冷能储存在土壤介质中，并与太阳能集热装置相结合，提高能量使用效率与传播速度。其次，大地耦合热泵技术的使用减少了冷却塔以及其他能量制造设备的使用，在一定程度上减少了环境污染与能源消耗。另外，大地耦合热泵的优势还在于其独特的稳定性，即使处于地表之下，依然能够轻松实现能量转换与调节，并且在地表下的环境相对地面更稳定，外部的温度和环境对该系统的影响小、破坏少，也没有必要进行多余的维护与检修工作。

（二）地表水热泵

地表水热泵主要依靠地表水下方的管道完成能量转换，运用多重并联的方式构成置换设备，将地表水中的热量储存起来，实现冷热交换。由于地表水热泵的特殊性，其需要与建筑物和管道相连，才能够完成转换工作，因此，在设置地表水热泵时需要考虑到当地环境与气候，倘若是相对潮湿阴冷的环境，需要提前采取防护措施，进行防潮与防冻准备，避免地表水热泵系统遭受损坏，造成暖通设备无法使用，给居民带来不必要的麻烦。

（三）地下水热泵

与地表水热泵的工作原理相似，地下水热泵同样通过运用管道完成能量传输，直接将地下水介入到热泵转换设备中，利用温差进行交换热量。一方面，地下水热泵的占地面积小，效果好，能够适应多种情况下的能量转换工作，并且稳固性较高；另一方面，地下水热泵的损坏率相对小，维护工作简单，维护成本少。由此可见，地下水热泵的优势更明显，但后期还需要对抽取出来的地下水进行回灌工作，减少生态污染与破坏，实现回收再利用的同时优化居住环境。

四、结语

综上所述，随着建筑行业的快速发展，暖通空调设计也正不断被优化、改善，地源热泵系统作为暖通空调设计的组成部分之一，不但能够高效地实现能量间的传播与转换，调节室内空气与温度，还具有环保减排的特点，推动暖通空调系统的健康可持续发展。

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.