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摘要：地源热泵技术是一种以地热为热泵装置热能，实现对建筑供暖或制冷的节能技术。该技术的基本原理是通过输入少量高位能的能源，将低温位的热源转移为高温位的热源，即在冬季实现地热能高温热源的取用和对冷源的储存，而在夏季则实现对低温源的取用对高温热源的存储。
关键词：暖通空调节能；地源热泵技术；运用
因地源热泵技术具有节能高效、环保清洁的优势，被广泛应用于建筑暖通工程中，通过较少高位能源能实现低温位能向高温位能转移，一方面能起到冬暖夏凉的基本功能，另一方面利用效率较高，且对环境破坏性较小，是目前暖通空调应用中既能实现经济效益、又能实现社会效益和生态环保效益的技术之一。文章在分析地源热泵技术含义、基本原理和特点的基础上，对该技术在暖通空调节能中的应用进行阐释说明。
1 地源热泵技术在暖通空调中应用的特点
1.1 可再生
首先，地源能是地热资源，是存储在土壤、地下水、河流中的低温位热能。由于地球表层是效率较高且范围极大的太阳能集热器，所以有很大部分的太阳能被地表吸收，这些资源是人类取之不尽用之不竭的，而且因为太阳能应用不用受到地域和资源的限制，所以地热能也属于可再生的资源。
1.2 高效节能
根据已有调查和应用分析发现，和传统空调机消耗能量相比，地源热泵系统更为节能环保，因为该系统能源来自大地，采用热交换方式实现室内外温度的交换，保持室内温度的平衡，是一种节能效果较好的技术。
1.3 社会效应较好
地源热泵能源属于太阳能，其装置在工作时不会产生噪声、温室气体等污染，也不会出现任何化学反应和废弃物等，所以能在各个区域得到广泛应用，使用范围很广。同时地源热泵系统也需要燃烧设备，不用进行燃料储备的管理和能量的传输，实现对环境污染的极大控制，能实现一机多用就能提供冷热交换服务，能代替其他同类功能的所有系统，运行维护的费用相对较低，具有突出的社会效应。
1.4 稳定性较好
地源热泵系统在暖通空调中的应用，使系统运行更加稳定。尤其在北方，冬季温度极低的情况下必须使用暖通空调，若对暖通空调采用的保护措施不当就会造成设备损坏和其他危险事故。但地源热泵系统放置在地下，受环境气温影响极小，因此也不会影响建筑物。另外，该系统的能源利用率很高，从而能有效保证空调系统的稳定运行。
2 地源热泵技术在暖通空调节能中的具体应用
2.1 系统勘察、确定地源热泵中央空调系统
在设计阶段，应关注地源热泵中央空调系统的合理选择，但是前提条件是先要有充足完整的建筑物功能、周边环境与水文地质等信息，因此在决定选择何种地源热泵系统前必须对工程施工现场进行系统详细的勘察了解，准确掌握现场各种信息。要仔细审阅各种和建筑物设计有关的文件资料，了解工程施工制度、内容和法律法规等，以保证后期施工得当。其次，要掌握建筑场地的面积、地形地貌、方位结构和周围建筑物构筑物等，尽可能避免因其他因素的干扰而影响空调系统施工。
2.2 检测地下岩土热物性参数
作为地源热泵土壤换热器设计的重要依据，为保证设计的可靠性，必须准确检测地下岩土热物性参数，避免因负荷不足或规模太大而产生不必要的浪费。除了钻孔取样分析，还要借助已有资料确定导热系数范围。为使获取更可靠准确的设计依据，可利用井口测试设备按照正确工艺将独立单孔换热器连接到恒温和恒流循环热源系统中，并做好水流量和进出水温、运行时间等数据的记录。
2.3 科学设计和计算
根据上文现场勘察、岩土热物性参数检测所获得的数据资料进行科学设计，具体设计内容应包含建筑物土地面积、范围、现有建筑结构、使用用途、地面设施的位置与深度、勘测孔的孔深孔径、管道的数量直径长度、回填料成分和勘测孔运行时间等。根据水文地质的情况确定换热器方式，选择合理的施工设备、施工工艺等。此外，进行冷热负荷计算，在初步设计时采用负荷指标估算冷热负荷的目的是以此为投资预算的依据。而施工图设计时要在相关数据完备以后，做好详细全面的冷热负荷计算，不仅要考虑建筑结构和环境影响因素，还必须考虑室内照明和设备发热量、人体散热量和散湿量以及新风系统需要的热量和湿量等。关于建筑物冷热负荷的计算和常规空调系统冷热负荷计算方式相同。
2.4 合理选择热泵机组
热泵机组必须是热源热泵专用机组，选型时要注明使用的条件。地源热泵机组夏季制冷工况时，蒸发器冷凝水进水温度为7~12 ℃，冷凝器冷却水进出水温在25~30 ℃ ；冬季制冷工况时，蒸发器进出循环水的平均温度是3~8 ℃。因此在选择标准型水源热泵机组代替地源热泵机组时必须要有一个修正的系数。关于换热器换热量的确定，在相同地质条件下，热泵机组允许的最低和最高进液温度是热交换器地埋管长度确定的主要因素，降低机组最高温度允许值或升高机组最低温度允许值都应增加地埋管的长度。
2.5 借助外部措施提高地源热泵空调系统的换热能力
如果暖通空调系统缺乏足够空间来放置地下换热器，就需要设置外部措施来提高暖通空调系统的能力。比如在夏季采用冷却塔，同时兼顾整个系统的经济性和技术性合理设计地源热泵系统。如果地下换热器的效能能满足冬季室内供热但无法满足夏季室内制冷的需要，可在系统中增设冷却塔装置。如果系统中冷热负荷相差较大，则可采用地下埋管加冷却塔的方式，不仅满足系统基本需要，还能使工程整体造价有所降低。
2.6 高层建筑暖通空调设计时综合考虑各条件
在高层建筑中进行暖通空调系统设计时，对于地源热泵技术的应用，还应该综合考虑建筑内部空调系统的控制类型。地源侧是垂直埋管时应考虑埋管耐压，并对垂直深度进行控制，同时控制建筑的高度，避免影响系统静压，导致其超出系统管线额定压力。对于高度较高的建筑，一般在地源侧采用板式换热器进行高低压分区，或不进行分区而在地层设置水地源热泵机组，系统末端设备向高层区域进行集中式供热或制冷。
2.7 保证空调机组和地源热泵系统相适应
部分空调机组智能用在水环热泵空调系统中，现阶段市场上的热泵机组和空调机组类型很多，建筑施工单位在选择热泵机组设备和空调设备时必须要先详细了解建筑工程实际需要以及对设备节能的要求，然后综合考虑现场条件合理选择空调机组，必须要保证空调机组能和地源热泵系统相适应。
3 结语
总而言之，地源热泵技术在暖通空调系统中的应用，实现了对土壤内热量的充分利用，在夏季实现建筑物热量向地下的转移，在冬季则实现土壤热量向建筑物的转移。不仅实现了暖通空调的基本功能，还能达到节能环保的目标，且经济性、技术性较好。
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