地源热泵技术措施在暖通工程中的应用分析.docx

地源热泵技术措施在暖通工程中的应用分析王砚君摘要：暖通空调在为人们营造舒适环境方面做出突出贡献，但也带来许多负面影响，能耗问题就是其中之一。根据相关调查与统计发现，在发达国家的商业建筑中中央空调系统所消耗能源占整个建筑的50%以上，部分地区甚至超过70%。这给能源以及电力造成极大的压力，因此现阶段暖通空调技术面对的主要问题就是如何实现节能、环保以及可持续发展的总目标。本文主要针对地源热泵技术措施在暖通工程中的应用进行简要分析。关键词：地源热泵；技术措施；暖通工程；应用1地源熱泵特点1.1节能减排地源热泵技术应用当中节能减排完美表现在转换热能过程中，此技术的总体应用过程中不会出现任何浪费能源的情况，同常规采暖技术比较，节能性质更加突出。另外，此技术使用流程中，只是使用了地表浅层的热能，就可以提高室内温度，也并不会产生浪费能源的情况，也并不会带来环境污染。1.2维护成本低在相同的环境中，建筑物应用地源热泵技术可以节省相当一部分的系统维护成本。通过对现实情况的充分了解，地缘热泵的耐久性能非常高，内部机械运动部件不多，重点使用部件主要在室内以及地下，而且和室外环境不直接接触，地下部件的使用寿命为50年，地上部件的使用寿命为30年。因而地源热泵作为新型空调系统，其日常维护成本较低。1.3环保长效地源热泵主要应用电能，不依赖其他资源，不会带来环境污染，能够全年连续应用，冬热夏冷，实现长效利用，是传统空调系统无法实现的。2地源热泵技术（GSHP）的分类及应用1912年的瑞士专利是地源热泵最早起源水，但将其在商业中运用只有短短十几年的时间，截止到2001年，美国每年安装的地源热泵数量为40万台，总共可降低100万吨的温室气体排放，节约能源的资金折合为美元为4.2亿。这项绿色技术现阶段已经逐步实现在我国的推广与运用，对减少是煤耗以及环境改善份工作的顺利开展有积极意义。生产生活用水以及采暖都可通过地源热泵直接提供，在实际对其进行应用的过程中也可与电节能热泵以及直接加热设备锅炉进行联合，不仅可在原有基础上对一次能源的使用量进行大幅度减少，同时在环保以及缓解电热方面也发挥着相当重要的作用。在实际对地源热泵进行分类时可将热源以及热汇形式作为主要依据，一共可分为大地耦合式热泵（GCHP）、地下水热泵（GWHP）和地表水热泵（SWHP）三种，下面我们对其进行仔细分析。2.1大地耦合热泵地表浅层土壤一直是作为热源以及热汇存在于大地耦合热泵中，通过与传统的空气热泵进行对比后发现大地耦合热泵具有显著的优势与特征。从地表的空气以及水角度来说，一定深度下土壤其温度在全年案范围内波动较小，延迟以及衰减是土壤对地表空气温度波动的直观体现，因此在一般情况下我们使用土壤作为热源以及热汇装置支撑热泵装置，这可促使系统实现高效率运行的目标。土壤作为热源和热汇，可以全部或部分的取代传统空调系统中的冷却塔和锅炉，以减少对环境的“热污染”和空气污染。与空气热泵相比，大地耦合热泵不存在除霜问题，且回收土壤的热量不需要风机，可以使系统的噪声等级下降。土壤本身是个巨大的蓄热蓄冷体，因此大地耦合热泵可以和太阳能集热装置结合起来，通过土壤的蓄、放热获得更好的供热、制冷效果。当然，大地耦合热泵也有一些缺点。2.2直接式和间接式大地耦合热泵在间接式系统中，载冷剂或盐水溶液被用来在热源和蒸发器间传递热量，它与直接蒸发系统相比具有一定优点：减少了制冷剂冲灌量，还增加了热泵系统的灵活性，同时可使现场工程量降到最低并减免了制冷管路的安装；但其缺点在于：引入带有热交换器的额外流体环路，增加了初投资，也带来额外温降。需要针对运行工况优化设计盐水回路，此外用于载冷剂的流体性质也很重要。2.3水平式和垂直式大地耦合热泵水平热交换管的地下盘管由聚乙烯硬塑料管制成，并水平地敷设于土壤中。在这项技术中，管子的敷设深度和塑料管侧间距是两个重要参数。吸热地面应靠近待采暖的建筑物，土壤面积主要取决于土质、含水量和该处的太阳照射时间。塑料管间距越小则热利用效率越高，但热交换管量增大、费用上升，因此应做技术经济性考虑。土壤中铺设的管群最好分几组，单根管长最好不超过100m，否则消耗的泵功率将过大。热泵工质一般采用盐水溶液，即使在-15℃左右也不会冻结，低温的盐水溶液由土壤吸收热量，然后传给热泵装置的蒸发器，再通过热泵过程，由冷凝器供给热分配系统。此外，水平热交换管还有回流式和串流式等不同的敷设方法，从传热效果看，后者的供液与回流管之间不存在热交换，故对换热有利，当然，究竟采用何种方式应视具体的土质和地形而定。2.4地下水热泵地下水热泵是地源热泵的一个分支，也是迄今为止使用得最广泛的一种地源热泵技术。这种热泵是以地下深井水作为热源或热汇来对建筑进行供热或制冷的。由于地下深井水位于较深的地层中，因隔热和蓄热作用，其水温随季节气温的变