王宝军
天津华泰建业有限公司 天津 301800
摘要：国民整体经济水平的提升，促使民众对生活水平的要求也在不断提升，当前的环境保护与资源有效利用早已无法满足时代的发展需求，环保、经济与节能也开始逐渐发展成为民众关注的重点主题。基于此，以节能、环保、经济作为特征的地源热泵技术也因此具备了更加广泛的发展前景与空间。本文首先分析了地源热泵的基本特性，继而分析了其具体可行性。
关键词：地源热泵；特性分析；可行性分析
引言
人们的生存与发展都与能源不可分离，由于任意的资源开采、不合理的资源利用等现象频繁，因此导致地球上的许多不可再生资源储量正处于飞速下降的状态。不但是我国，世界各国目前都面临着能源短缺、能源价格上涨等方面的问题，并且这些问题也开始逐渐在各个行业中凸显出来。矿产能源作为一种不可再生能源，其数量十分有限。因此寻找一种经济、节能有效的控制建筑能耗技术也逐渐成为了相关研究的重点内容。基于此，需将地源热泵特性分析与可行性分析研究充分重视起来。
一、地源热泵特性
（一）地源热泵系统工作原理
地缘热本系统发挥作用的条件主要是浅层土壤温度不被影响时，一直保持在10--20℃左右的相关特征，夏季建筑中的热能主要是通过热泵被转移到低下去的，以此降低室内温度。冬季则是发挥热泵作用，通过提升大地中低位热能品位的方式实现建筑内的供暖。地源热泵系统的组成部分主要包含三部分，埋管系统、热泵机组与室内末端系统。夏季地下埋管之内的流体，通过水泵逐渐进入到冷凝器中，带走热泵机中的热量，继而将大地排热与蒸发器中出现的冷冻水，通过水泵逐渐送到房间的末端设备中去，令房间温度逐渐降低。冬季的时候，可利用热泵机组，发挥地下埋管作用将大地的热量逐渐吸收起来，冷凝器可以产生大约40--50℃的热水，之后再有水泵送到房间中去进行供暖。地源热泵机组在照常运作之时，其温度的范围大约是10--40℃左右，制热则在-50--25℃之内。
（二）地埋管地源热泵系统
这一系统简单来说实在供热制冷的建筑物周边，或者是建筑物的下面埋管，并且在埋管之内装入水，对于较寒冷的地区，可加入适量的防冻剂，地下埋管与地面热泵机可以组成一个闭合的环路。这一系统同时也可被称之为闭路地源热泵系统等。土壤中所蕴含的热量，主要通过地埋管换热器，逐渐传入地埋管的循环水系统中去，从循环水中收获土壤传过来的冷量或者是热量，并且将循环水作为载体，将其运输到热泵机组中去，完成冷量与热量的交换，促使十几组的另一端逐渐达到供热或者制冷的相关效果。此方案往往并不需直接抽取地下水当作热量与冷量交换的相关介质，因此，此方案往往并不是对建筑地区的地下水平衡带来不良影响。地埋管地源热泵系统按埋管形式的不同，可以将其分之为水平埋管以及垂直埋管这两种系统，同时这些系统也有着自身的优缺点：
水平埋管：与垂直埋管相比，水平埋管所花费的费用要更少，施工的难度也会相对较低，热量往往难以聚集起来。这是其优点。缺点则是埋管的方式是比较水平的，占地的总面积也会显得比较大，距离地面的深度也比较浅，非常容易受到外界空气温度的影响，与垂直埋管相比需要使用的管材数量也较多。
垂直埋管：这一埋管的优势在于，与水平埋管在埋管工作进行时占用的陆地面积总体而言比较少，由于埋管的深度较深，因此受到外界温度影响的概率也较低，并且换热的效率较好，水泵需要耗费的能量也较少。不足之处在于，需要花费的资金较多，回填钻孔时需全面考虑回填材料的实际传热热阻，如果埋管的面积过小的情况下，极易出现热量聚集的状况。
二、地源热泵系统可行性分析
（一）系统技术本身可靠性
首先，地源热泵机组的制冷与制热原理，与一般都水冷螺旋杆组相比并不存在过多差距，只是在原本水系统环路之上适当的增加了冬、夏季节切换运行的电动阀。水下埋管可以提供的水源温度主要在15-30℃左右，因此也表明机组运行工况变得更加稳定、可靠以及高效。其次，在相关的讨论会期间，依照对相关资料与施工现场的实际了解，促使地源热泵系统稳定运行的技术可以得到保证，例如，地埋管的敷设工作将建筑物的内外地下资源充分利用起来的话，可促使敷设地埋管面积逐渐得到充分保证。
（二）地源热泵节能效果
地球表面或者浅层水源的温度一年四季都相对比较稳定，大约保持在10-25℃，冬季比环境空气温度相比要也更高，夏季则比环境空气温度要低，这是相对良好的热泵水源与空调冷源，这种特征在一些相对寒冷的地区表现更为突出。此种温度特性促使水源热泵的制冷与制热系数控制在了3.5-5.5之内。通过和一般空气源热泵相比可知，水源热泵方式的整体能源利用率往往要高出空气源热泵的40%左右，其中空气源热泵的制冷与制热系统一般在2.2-3.2内。另一方面，地球表面或者浅层地源温度有着相对恒定的特性，因此也会导致热泵机组的运行逐渐变得更加稳定与可靠，促使系统的高效性与经济性获得充分保证。
（三）环境效益显著
与空气源热泵相比，地源热泵的污染物相当于减少了其40%之上。而与电供暖相比，污染物排放量更少，大约减少了70%左右。虽然都是使用制冷剂，但是与常规空调装置相比大约减少了25%左右的冲灌量，这样是一种自含式系统，具体指的是装置能在工厂车间之内，首先完成整装与密封工作，基于此，制冷机泄露的概率也会显著减少。
（四）使用寿命较长
在同等条件下，发挥地源热泵系统作用的建筑物，其维护费用与一般建筑相比要更少。地源热泵有着显著的耐用性，其中包含的运动部件数量比较少，所有部件不是在地下就是在室内，因此促使其避免了室外恶劣天气对其造成的消极影响，地下的部分拥有大约50年左右的保证时间，地上则有30年左右的保证时间，另外，地源热泵作为一种免维护空调，可有效实现维护费用的节省，用户的投资费用大约3年左右的时间就可以收回来。除此之外，机组使用的寿命相对较长，平均年龄大约为15年左右，机组相对紧凑，空间也得到了极大节省，自动控制程度非常高，并不需要人力检查。
（五）使用范围广
地源热泵系统可供暖和空调，还可提供热水，可实现一机多用。一套系统大于等于原本的锅炉加空调的两套装置或者系统，其主要应用场所大约在商场、办公楼与学校等建筑物上，十分适宜别墅住宅的空调以及采暖等。
（六）可再生能源利用技术
地球表面水源与土壤可以说是一个规模非常巨大的太阳能集热器，其收集了大约47%左右的太阳能量，超过了人类每年实际利用的能量的500倍左右。地缘热泵技术主要发挥的是储存在地表近乎无限的可再生能源，可以为人们提供供暖的空调等。
结语
综上所述，地源热泵是一种相对前沿的制冷供热空调系统，并且在国内外使用也较为广泛，它可有效缓解能源缺少导致的价格上涨与民众对于环保要求的严格。并且地源热泵有着环保、节能与经济等显著特征，基本符合了时代的发展要求。尽管地源热泵的应用范围开始变得更加广阔，但是它也存在着一些问题需要人们解决，因此一定不能懈怠对其的研究工作。
参考文献：
[1]刘明众. 地源热泵特性分析及可行性研究[D].安徽理工大学,2015.
[2]刘小银. 热泵热水器混合地源热泵系统可行性及运行特性模拟研究[D].中南大学,2014.
[3]王景刚, 复合地源热泵动态特性研究. 河北省,河北工程大学,2010-09-18.
作者简介：王宝军;男;1980.8；本科；科员；供热