丁峰
中联西北工程设计研究院有限公司 陕西省西安市 710077
摘要：热泵技术本质上作为一种增加热量的装置，热泵能够输送热量，使其从低温环境送至高温区域。热泵技术自身运行时消耗部分能源，有效挖掘环境介质中储存的能量，综合利用温度，降低热泵装置的功耗，使其供热量消耗降至原有的1/3，成为热泵节能应用的关键。热泵与制冷2个程序具有相同原理，其系统设备组成与应用性能具有一致性。
关键词：暖通空调；新能源；热泵技术；应用
暖通空调的作用就是根据环境变化在规定范围内的空气湿度和温度进行必要的调节、有效的控制气流的交换、使内部空间更加的洁净舒适。在室内环境达到舒适度的要求之后,能够使得人体的热量保持平衡,而恒温恒湿、环境洁净度的要求,是当前的空调企业设计的标准。
1 热泵原理及特点
1.1 制冷
热泵系统的制冷运行原理等同加热过程。一般情况下，制冷剂回路维持不变，调整转换阀，连接室内空调终端与传热2个系统。在室内空调后方位置，将原设冷凝器更换为蒸发器，让室内热源传热系统与冷凝器端口相互连接。地源热泵制冷程序的实现过程，借助冷凝器与地下水2种资源完成空气热量交换。蒸发器在持续吸收热量基础上，制冷剂发生了液体向气体的转化过程，通过循环重复实现热交换程序，达成制冷效果。地面源热泵在制冷期间交换出的余热能量，可用于生活用水所需的热能，废水加热生活用水，能够显著减少能量消耗，保障热量获得充分利用。
1.2 供暖
在供暖系统运行时，应在制冷系统中增添制冷剂。在压缩机连接电能运行时，具有较大吸力，保障压缩机高速运行状态。压缩机吸入制冷剂气体，将其压缩成高压高温气态物质。在冷凝器完成水温度调整的基础上，将气态物质转化成制冷剂液体，具有中等压力与温度，继而将此液体输送至蒸发器。相连室内传热与蒸发器2个系统，让地下热能顺利抵达蒸发器。蒸发器系统中的制冷剂能够有效吸收地下水的各种热量，再经压缩机完成热量吸收，达到热交换效果。在压缩机完成处理的基础上，获得了温度为90℃的高温气体。在冷凝器完成冷却的过程中，有效完成热量传输工作，使其到达冷凝器，经由空调终端完成供暖。
1.3 热泵技术
热泵技术的运维成本较小，传统燃气、燃料、燃煤3种锅炉，在实际运行期间，原料成本占较大比例，地源热泵技术中较多应用的能源来自地表水源、土壤源，运行成本较低，大概是普通空调运行成本的1/2。热泵技术在各类加热设备中，占据比例范围为30%～70%，有效节约运行成本，提升能源利用效率，保障运行效率。热泵技术的加热能力，其系数范围取值为[3.5,4.4]，相比传统空气来源，热泵技术的加热能力要增加至少2.5倍，相比燃料锅炉可节约至少1/2的能源。能够同时运行制冷、供暖、热水3个系统，减少多次作业、优化初期投入成本，保障运行安全，保持系统运行的安全性与稳定性，有效控制燃烧产品的排放，降低生态污染。
2 新能源融合在暖通空调中的不足
设计人员尚未有效认知暖通空调设计规范内容的重要性。设计人员应加强对设计标准内容的认知程度，以此保障暖通空调设计工作的规范性，保障暖通工程作业的有序完成。然而，在实际工程建设过程中，部分设计人员尚未全面认知新能源基本技术的应用规范，造成暖通空调在设计工作方面存在诸多不足，严重影响后续作业与暖通工程的运行。例如，防火阀设计工作中，在穿越防火墙作业项目中，尚未重视防火阀应用，造成较为严重的工程安全隐患问题。
暖通空调设计存在运行不科学的问题。暖通空调系统的设计工作具有烦琐性，增加了暖通空调安装工作的难度。例如，部分暖通在设计通道时，采用的设计方式为双侧连接，一侧连接室内房间，另一侧连接楼梯。此种连接方式并未遵循暖通设计的相关原则，存在一定安全隐患问题。如若发生故障问题，极易影响散热器、换热器等设备的运行状态。
暖通空调设计工作系统性不足。暖通空调的设计工作涉及较多方向，包括烟气排放、风资源排放、供暖等，一旦设计工作存在疏漏，危及整个系统的运行效果。系统性不足逐渐成为国内暖通设计工作较为常见的问题，造成暖通空调运行不畅事件频发，为后续应用与运维留下多重隐患。
3 新能源融合在暖通空调中的应用方法
3.1 太阳能
太阳能具有再生性、总量基数大、应用无节制等优势。太阳能作为新型资源，可融合于暖通空调设计工作中，以此践行环保与节能减排的综合理念。现阶段，太阳能加热系统应用较为广泛，科学设置了运动集热器内在的加热设备，完成了太阳能向热能的转化程序。继而开展热能处理，将热能输送至换热中心位置，将其转化为高温液态水资源，使其供给地板加热系统。借助室内温度，调动太阳能加热能力。在下雨天气时，太阳能获取能力不佳，应采取气体辅助方式，达到能源节约效果，提升人们生活舒适感，改善热水供应的能耗问题，提升人们生活便利性。太阳能热泵原理如图1所示。
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图1 太阳能热泵原理图
3.2 地源
地源热泵技术，其应用功能为制冷与供暖，其运行优势为耗能较低、经济实惠。相比传统气源热泵技术，其应用程序是利用土壤温度来完成加热与冷却，减少了对地表与地下水资源产生负面影响。散热与采热操作，尚不具备环境影响作用。秋冬时节，地源热泵技术经由变流器完成了地下热量向地面的传输过程，提升了加热效果。与此同时，此技术有效调整了地面管道及其周边的温度，延长了管道的应用周期。在夏季，地源热泵技术有效调节了地面热量，适时调整了地下管道周边的温度，使地面温度获得了降低，达到制冷效果。
3.3 污水源
污水源热泵技术，作为暖通空调运行介质时，其应用效果取决于全年污水温度的变化幅度、污水稳定能、热能特性等方面，如若温度变化幅度较小，稳定性与热能特性俱佳，能够为暖通空调提供能源。污水源热泵的运行介质主要是冷热源。借助热泵运行理念，在建筑冷暖系统中增设节能应用设备，以此达成节能减排的运行效果，缓解现阶段的资源紧张、能源稀缺等问题，提升人们居住舒适度。
污水源作为暖通空调技术的新能源，其有效提升了城市污水的利用效率。借助热泵技术，有效提升降温的调整效果，达成加热的应用目标，有效节约设备的运行与应用，不会对外界环境造成污染问题。然而，污水源热泵技术在应用期间，存在诸多技术问题，尚需解决，如污水成分处理、换热器净化处理、水垢清除等。污水热能回收设备如图2所示。
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图2 污水热能回收机
3.4 通风
自然风资源在流动期间，有助于分散热量的集中效果，达成降温利用效果。将风能作为新能源，融合于暖通空调工程中，将自然风输送至热泵系统的管道中，借助流动风达到热量分散效果。与此同时，自然通风有效改善空气质量，且不存在空气污染问题，环保性极佳。通风热泵技术在运行期间，应综合建筑结构设计，为风能资源综合利用奠定基础条件。
4 结语
综上所述，国内人们生活质量逐渐获得了提升，促进人们加强生态资源保护。为此，新能源技术逐渐渗透在各个行业中，以能耗较大地区为主。设计人员应秉承能源发展、环境保护的综合理念，努力探索新能源融合热泵技术，提升暖通空调的节能效果，科学应用材料与设备，使其顺应暖通工程应用的各项需求，以此改善供暖系统运行的诸多问题，达到系统应用与生态环境的和谐效果。
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