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摘要：随着科学技术的发展，我国的地源热泵空调系统有了很大进展。地源热泵空调系统是一种利用浅层地热资源（地下水、岩土层或地表水等）的高效节能空调系统，较常规中央空调系统节能30%以上。作为一项利用可再生能源的建筑节能技术，在不同的地层、不同的项目应用，其节能指标不同，需要进行长期的监测分析。因此，在地源热泵空调系统中建立智能化控制系统具有重要的现实意义。
关键词：地源热泵；空调技术；智能化
引言
伴随着我国城镇化进程的加快，城市中的大型公共建筑也日益增多。目前建筑能耗约占社会总能耗的三分之一，而在这其中，空调系统能耗又通常是整个建筑能耗中占比最大的。特别是在我国的夏热冬冷地区，夏季不仅温度高而且持续时间较长，冬季供暖方式不成熟，故空调能耗尤其大。因此，为了缓解能源短缺的矛盾，对建筑中空调系统的能耗进行监测、分析、管理，以求达到空调系统的高效运行尤为重要。
1地源热泵技术在暖通空调中应用的特点
（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。（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。（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。（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地源热泵空调系统智能化控制技术
2.1从中央空调系统的设计思路来看
一般中央空调系统在设计选型时，通常是按照当地历史上气温最高的天气来设计，且预留有15%～20％的余量，在正常使用时，中央空调系统没有完全运行在满负荷状态。因此应在设计时采用软件进行精细化设计，避免设计冷热负荷远超实际运行需求的现象。
2.2科学设计和计算
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。
2.3优化前后空调系统运行控制策略的对比分析
通过能效管理系统对实训中心空调系统夏季制冷工况和冬季制热工况的优化分析后，得到了可以使空调系统高效运行的指导性策略。通过对所得数据的分析计算，我们还可以得出能效管理系统优化前后的空调系统冷热源能效比之差，从而对优化前后的空调系统运行控制策略进行对比分析。夏季31℃工况下。只有在刚开机阶段，空调系统优化前后的能效比相当；在空调系统稳定运行后，优化后的空调系统能效比始终优于优化前的空调系统能效比，即能效管理系统分析反馈出的运行策略始终优于空调系统自身运行策略。经过计算，优化前后空调系统运行冷源能效比之差的平均值约为0.42，可平均节约能耗10.2％。
2.4一般空调系统的设计供回水温差为5℃
水系统流量固定的情况下，全年绝大部分时间，水系统温差仅为1.0～3.0℃，即整个系统始终处于大流量、小温差的工作状态下，增加了管路系统的能耗，降低了整套系统的转换效率。根据统计分析，一般中央空调水系统的耗电量约占整个中央空调系统耗电量的20%～30%，故根据热负载的变化，自动调整水系统的流量，更具有现实和重要的意义。（4）基于大数据、AI人工智能技术建设一套中央空调的智能控制中心。
2.5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。
2.6智控系统设计方案
（1）建立设备能效智控管理中心，对系统进行有效的管理，基本实现系统的数字化运行。（2）连接已有控制系统，实现数据交互并建立系统的历史和实时数据库，读取系统数据进行分析和存储；（3）对每台机组分别配置RIC控制器，实现各台机组单独控制及与能效智控中心的网络连接。（4）增加室外环境监测传感器，实时监测气候变化并进行分析。（5）添加机组群控策略，保证在满足制冷量需求的情况下经济运行。（6）将现有的循环泵变频接入能效管理系统，根据冷冻水/冷却水温度、压力自动调整流量，提高输送效率。（7）增加部分建筑的分时分区控制，根据建筑需求独立调节供冷/供热量，并设置单独热量表进行数据量化，提升能源利用率。（8）增加末端区域温湿度传感器，实时监测室内舒适度变化并进行分析，根据末端变化动态调节供冷/供热量，达到精细化控制目的。（9）将机房现有的供回水温度、压力、地源井温度监控接入能效智控系统，根据供回水温度和地源井监测温度分析供冷/供热量，提升利用效率。
结语
综上所述，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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