摘要：暖通空调是机电安装工程中的重要组成部分，其直接决定建筑的实用性和舒适性，并直接影响建筑的价值。根据暖通空调的实际应用情况，传统建筑中的应用通常能取得较好的室内环境调节作用，但其正常运行时耗能较多，不能满足现代社会的可持续发展理念。地源热泵技术是近年来用于暖通空调中的新技术，其在节能降耗上有很好的效果，但在暖通空调中的应用还处在初始阶段。因此，本文针对机电安装工程的实际情况，探讨暖通空调中地源热泵技术的应用。
关键词： 机电安装工程 暖通空调 地源热泵技术
地源热泵技术是一种利用地热资源进行供热及制冷的高效节能环保空调系统技术，其在技术上和经济上均具有较大的优势，能很好的与可持续发展理念契合，因此在暖通空调中的应用越来越多。但根据地源热泵技术的应用情况，其还处在不断发展的阶段，还有很多问题需要进行深入探讨。因此，加强对机电安装工程暖通空调中地源热泵技术应用的研究显得尤为重要。
1.地源热泵的种类
地源热泵是我国倡导使用的节能环保产品，其主要是指将地热作为热泵装置的热汇或热源，完成建筑的采暖或制冷的技术（图1）。目前地源热泵主要分为大地耦合热泵、地下水热泵和地表水热泵，其中大地耦合热泵是以大地为热源，使用埋入地下的热泵转热器完成与大地的热量交换。正常情况下大地耦合热泵有水-水热泵机组和水-气热泵机组，按照热交换器在地下的布置形式不同可将其分为水平、垂直和蛇形三种埋管方式；地下水热泵则是以水体作为低位热源，冷热水的供应主要通过地下水式水源机组完成，然后借助空调等装置完成对室内空气的调节。地下水热泵的成本相对较低，并且系统占用的空间较小，实际应用相对较多且技术更加成熟。但地下水热泵的实际应用也有相应的不足，包括地下水有限及部分地区有地下水违规抽取和回灌的情况等；地表热水泵具有造价低廉、运行成本较少及能耗较低等优势，通常被分为闭路系统和开路系统两种。但水中的设备以及相应的管道损坏几率相对较高，同时还会因为水温的变化而导致整个系统的工作效率下降，不能保持稳定的供热及制冷。
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图1 地源热泵运行原理
2.地源热泵技术的应用
2.1大地耦合热泵
根据地源热泵技术的实际应用情况，大地耦合热泵的应用通常可根据实际情况不同选择直接式与间接式和水平是与垂直式。对于大地耦合热泵，实际应用中需要注意的问题较多，其中主要是需要考虑地区内土壤条件，在不同土质的情况下应对布置形式和埋管深度进行严格控制，这样才能确保传热效果达到预期。
其中直接式与间接式主要是依照蒸发器和大地换热形式的不同划分，其中直接式系统主要是通过热泵工质埋设在地下的盘管里膨胀完成运行，间接式系统则是利用热泵工质-水换热器完成运行。应用直接式系统时，蒸发器盘管会直接被埋设于地下，其能减少建造成本，在家庭热泵系统中具有较高的实用性。间接式系统的应用主要是借助载冷剂或盐水溶液完成蒸发器与热源间的热量传递，与直接式系统比较有较好的冲灌量且系统的灵活性更好，还能有效减少施工时的工作量，减少制冷管道的安装环节。但间接式系统也存在相应的缺点，主要是需要安装带有热交换器的额外流体环路，会增加建设成本且可能会造成额外降温的情况。
水平式与垂直式大地耦合热泵也有较多应用，其中水平式热泵中热交换管中的地下盘管通常以聚乙烯硬塑料管为主，实际埋设时以水平方向完成铺设。实际安装时需要重视管间间距和铺设的深度，并且应应让建筑物与吸热地面相邻，还要根据阳光照射情况和含水量等考虑具体的面积。实际建设中塑料管间距和热利用效率通常呈负相关变化，但管道长度增加会导致成本增多，因此需要综合考虑确定管道的间距及长度。同时，安装时应尽量分组完成对管道的铺设，严格控制单根管道的长度，以此避免泵功率过大而影响整体运行。垂直热交换管即将导管垂直安装与地下，其中导管有内管和外管的区别，内管的下端敞开而外管的下端封闭，径向间隔相同时使用外管，反之则使用内管。导管的深度通常较大，并且会因为水文和地质条件不同而发生改变，材料可根据实际情况选择聚乙烯塑料管或金属管。应用垂直导管时，载热剂需要从内管从上到下运送，之后再从内外管间隙回到上方，以此完成对土壤热量的转移。
2.2地下水热泵
地下水热泵的实际应用最多，其主要是将地下深井水作为热源或热汇，以此完成制冷与供热。由于地下深井水与地表距离较大，且与地表的热量交换相对较少，有很好的蓄热和隔热效果，并且在环境温度变化较大时受到的影响较小，因此能够保持暖通空调系统的稳定性。地下水热泵占用空间较小，但其能实现大量地下水的抽取与回灌，这样就能有效保障暖通空调系统的正常运行。同时，地下水热泵的运行通畅较为稳定，在使用过程中发生故障的几率相对较低，这样能有效减少系统运行过程中的维护保养支出。另外，地下水热泵的使用对地下水总体储量造成的影响较小，避免地下水减少而出现地面下沉的情况，在环境保护上有很高的应用价值。
2.3地表水热泵
地表水热泵可分为直接在地表水中安装蒸发器、经盐水循环间接使用水热、抽取地表水至蒸发器以及水井积聚后输送至蒸发器等方式完成热量交换的方式，实际应用时可根据区域内实际情况进行确定。其中在地表水中安装蒸发器的造价较低且操作简单，但会因为地表水位变化而导致系统的正常运行受到影响，并且可能会因为制冷剂泄漏而导致热泵被破坏；经盐水循环完成的热量交换时，其操作同样简单，但实际上会因为盐水的温度较低而影响低温下的系统运行，因此在实际使用时需要确保地表水有充足的热能，并且要保证载热剂系统有较大的容量；泵站抽取地表水的方式应用存在较大限制，只能用于对露天游泳池或其它设施的加热中，其流程简单但在制冷和供热下的操作存在差异，需要根据需求不同进行调整；用水井积聚后将水运输至蒸发器的方式能有效过滤水中的杂质，避免杂质对整个系统造成不良影响，但相对于其它系统的整体造价较高，实际应用难度较大。
3.结语
暖通系统在建筑中的应用能有效改善建筑内部的环境温度，为建筑的正常使用及建筑内人们的正常工作提供保障。地源热泵是应用于暖通空调系统中的节能环保技术，其在可持续发展理念下的应用越来越多，但实际应用中还存在很多问题，尤其是对地源热泵系统形式的选择上存在不足。因此，在进行暖通空调施工时，还要根据建筑物的实际情况合理选择地源热泵系统的类型，在节约建造成本的同时让建筑的暖通空调系统能满足建筑正常运行的要求。
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