论地源热泵技术在公建暖通空调的应用研究.doc

论地源热泵技术在公建暖通空调的应用研究 摘要现阶段，随着我国经济的快速发展以及群众生活水平的不断提高，公共建筑中的供暖与住宅的空调已经成为了人们的基本需求，由于传统供热采用的是燃煤锅炉的方式，能源利用率较低，并且还会对大气造成不小的污染，因此，我们应摒弃这一方式，采用先进的地源热泵技术以实现群众的实际需求。 关键词地源热泵；暖通空调；原理；应用 Abstract at present, along with the rapid economic development of our country and people life level unceasing enhancement, public buildings and residential air conditioning of the heating has become the basic human needs, as the traditional heating USES is coal boiler way, energy efficiency is low, and it can cause a lot of pollution of the atmosphere, and, therefore, we should abandon this way, USES the advanced ground source heat pump technology to make the actual needs of the masses. Keywordsground source heat pump; Hvac; Principle; application 中图分类号TU962文献标识码A文章编号 地源热泵是最近几年涌现出来的一种高新技术，它主要是通过地球表面浅层水源，诸如地下水、湖泊等，与土壤源中的地热能及太阳能，并且结合热泵基本原理，不仅可以供热，而且还可以制冷，属于一项既高效又节能的空调系统，其在市场中具有广阔的发展前景。 1．地源热泵的原理及优点 1．1原理 地源热泵主要是将大地作为热源，对建筑物空气进行良好的调节。冬季来临时，利用热泵提高大地中的低位热能，以此对建筑进行供暖，并将释放出的冷量进行储存，夏季来临时好用；在夏季，利用热泵将建筑内释放出的热量输送到地下，以降低建筑物温度，并储存热量，冬季来临时好用。对于夏热冬冷的区域，实际供冷与供暖天数是一致的，冷暖负荷也完全一致，所以，采用同一系统，能够将地下储存的能量全面的发挥。实际上，热泵装置工作原理与制冷机是一样的，都是在逆卡诺基础上进行循环工作的，唯一不同之处就是工作温度范围有所不同。 1．2优点 具体有以下几方面的优点一，不会排放任何的废冷或者废热，对大气环境没有一丁点的污染，环保功能较高；二，室外换热器埋入地下，冬季来临时不会出现结霜现象；三，不会对建筑外部立面的美观造成任何的影响；四，土壤波动温度较小并且实际数值十分稳定。夏季来临时，土壤中的温度要比地面空气温度低，而在冬季时，土壤中的温度比地面空气温度要高。从理论的角度分析，冷凝温度与蒸发温度的降低和提高在一定程度上都能够将循环效率进一步提高，实现节能目标；五，当室外空气温度在极端状态的现象下，用户对于能源的实际需求量将不断增加。而由于土壤能够降低与延缓地面空气温度的波动，与空气热源相比，随着条件的不断变化，能够分别将夏季的供冷量或者冬季的供热量全面提高；六，通过土壤的蓄热能力，在夏季时，能够将空调房中释放出的热量输送到土壤中，以备冬季供暖。在冬季时，将空调房中释放的冷量输送到土壤中，以备夏季制冷，有效的满足了冬季与夏季的供暖和制冷需求，并且不会对大气造成任何的热污染及噪声污染，是一项值得推广和应用的产品。 2．地源热泵技术的分类及其在公建暖通空调中的应用 地源热泵能够直接的提供生产与生活用水以及采暖，同时，它还能够和电节能热泵与直接加热设备锅炉等进行联合使用，不仅可以降低能源消耗量，同时还具有较好的环保节能作用。由于地源热泵有着不同的热源热汇形式，因此，其一般可分为以下三种大地耦合式热泵、地表水热泵以及地下水热泵。 2．1大地耦合热泵 大地耦合热泵的热源或者热汇主要是以地表浅层的土壤为主，和传统的空气热泵相比，它有着诸多的优势特点，具体为第一，对于地表的空气与水而言，一定深度下的土壤温度不会有过大的波动，再加上土壤对地表空气温度的波动具有降低与延缓的功能，因此，一般来说，将它作为热泵装置过程中的的热源与热汇远比采用空气的方式好，而且，它还能够将系统实际运行效率进一步提高。第二，大地耦合热泵和空气热泵相比不会存在除霜方面的问题，并且其在对土壤的热量进行回收时，在不使用风机的情况下，能够将系统的噪声等级不断降低。第三，大地耦合热泵在具有诸多优点的同时，还存在着一些缺点，如，土壤传热性能较低，实际传热面积较大；埋入地下的管道具有较高的成本，实际运行过程中如果出现了故障，检修具有一定的困难性；土壤受热干燥后，使得其导热能力进一步降低，夏季无法向外释放热量，形成为不可逆运行（夏季不用制冷的地区是可行的）。 2．2地下水热泵 实际上，它是地源热泵的一个分支，并且还是目前为止应用较为广泛的一项地源热泵技术。它的热源或者热汇主要是以地下深水井为主，以此对建筑进行供热或者制冷。由于地下水井具有较深的位置，所以，隔热与蓄热作用较高，季节气温的变化不会对其水温度造成任何的影响，尤其是深水井的水温度会常年保持一致，对于热泵运行过程中的稳定性具有重要意义。它的优势特点有一，整个水井系统不会占用很大的面积，虽然布局较为紧凑，但是能够将地下水进行大量的抽取与回灌。第二，相对于大地耦合热泵，它的地式热交换器单位容量的造价一般是个定数，而相对于大型低下水泵系统来说，它的整个井水系统单位容量所花费的成本较少，只需要一对流量高的井就能够全面的实现建筑物的实际需求。它的缺点是如果将含水量储存的水当做空调冷源或者热源，那么，它的实际水温就会受到一定的局限；如果钻井施工水平低或者水质量较差，那么就会对地下水造成污染。 2．3地表水热泵 地表水与地下水不同，它的温度变化较大，所以，在冬季时，由于外界温度较低，为了满足供暖所需的热量，不仅要安装热泵，同时还应安装第二套的热发生设备，也就是双联热泵采暖系统。地表水要想将水作为热源，就必须采取以下两方面的措施，一方面将蒸发器直接放置于地表水中；该装置属于分体式的，由于地表水较脏，所以通常会将板式热交换器作为蒸发器。这一方法实际装置过程不仅简便，而且价格较低。另一方面，用井积聚经过河岸过滤的水并将其输送到热泵蒸发器中；它的优点是经过河岸过滤的水能够有效的避免各种杂物进入到蒸发器中，不过，具有较高的使用费用。 3．结论 本文主要从地源热泵的原理及优点、地源热泵技术的分类及其在公建暖通空调中的应用两方面进行了论述，以供相关人员参考。 参考文献 [1] 张玲;土壤热湿传递与土壤源热泵的理论与实验研究[D];浙江大学;2007年 [2] 李元普;王晔华;;地源热泵的室内系统设计[J];电器;2010年02期