论文部分内容阅读
摘要:随着收入的增加，对于生活居住条件的要求也越来越高，在满足人民要求的同时，也带来了建筑能耗的增加。地源热泵是一种节能环保的可再生资源，它在地源热泵空调工程的应用给建筑节能带来了新的思路。随着科技的发展，这项技术已经成为当前建筑节能工程中的一项重要内容，其所具有的节能效应是非常显著的，因此在未来的暖通空调系统中是具有很大推广价值与意义的。本文就地源热泵空调工程中的节能问题进行了分析，希望对今后相关内容的研究提供借鉴。
关键词:地源热泵；空调系统；节能问题；应用优势
中图分类号：TE08 文献标识码：A
前言
随着我国经济的不断发展，人们对于生活居住环境的要求也越来越高。建筑能耗也随着人们生活方式的额改变逐年增加。建筑节能越来越受到政府各部门的重视。目前，我国实施建筑节能65%的标准，暖通空调系统耗能大户，对整个建筑物的能耗有直接影响。地源热泵是一种节能环保的可再生资源，这一优势越来越受到关注，将其应用到建筑空调工程中，有很大的发展前景。
1 常见地源热泵系统
就目前的技术而言，我国的地源热泵空调系统主要可以分为三种形式：其一为土壤地源热泵系统；其二为地下水地源热泵系统；其三为地表水地源热泵系统。这三种形式的地源热泵空调系统都具有各自不同的优点与应用范围，在实际的工程应用中，应当因地制宜，合理选用最佳的地源热泵空调系统。
1.1土壤热交换器地源热泵
土壤热交换器地源热泵是利用浅层土壤热量进行能量交换的系统。它通过循环液(水或以水为主要成分的防冻液)在封闭的循环管内流动，实现系统与大地之间的能量交换，地热换热器的设置形式主要有水平埋管和垂直埋管2种。
1.2地下水源热泵
地下水源热泵的热源是抽取地下水。地下水源热泵的能量交换方式有2种。一种是开放系统，利用水质良好的地下水直接进人热泵换热，之后将井水回灌地下;另一种是封闭系统式，采用交换器把地下水和通过热泵的循环水分隔开，防止地下水中的泥沙和腐蚀性杂质对热泵造成影响。实际工程中常采用封闭式环路的热泵循环水系统。
1.3地表水地源热泵
地表水地源热泵系统由潜在水面以下的热交换器取代土壤热交换器。地表水热泵系统的冷热源是池塘、湖泊或河溪中的地表水。在靠近江河湖海等含有大量自然水体的地方，可充分利用自然水体作为热泵的冷热源。
2 地源热泵空调工程的节能优越性
相较于其他空调系统而言，地源热泵空调系统是具有很大的节能优越性的，这也是其作为新型空调系统的主要特色。一般来讲，地源热泵空调系统的节能优越性可以体现在下述几方面内容上：
2.1可再生能源利用技术
地源热泵的冷热源来自于地球表面浅层地热资源，是一个能进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源又叫地能，指的是地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层就像是一个太阳能集热器，太阳散发的到地球47%的能量都被它吸收了，这样的利用率想当惊人，相当于人类每年利用能量的500倍之多。它是一种稳定而广泛的可再生能源，不受地域、资源等限制，量大面广、无处不在。因此地能也成为人们可以利用的清洁可再生能源。
2.2经济有效的节能技术
地能或地表浅层地热资源之所以可以作为冷热源，是因为其温度一年四季相对稳定，与环境温度相比。冬季温度高，夏季温度低，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统有更好的优越性，其运行效率要高40%，进而要节能和节省运行费用40%左右。另外，地能温度较恒定这一特性，对于热泵机组可靠、稳定运行有着重要的意义，也使得系统在运行时更加高效性和经济性。
2.3运行稳定可靠
低能温度相对于空气的波动来说比较稳定，在作为冷热源时非常有优越性；温度的恒定性，也使得系统运行更加可靠、稳定，同时也带来了系统的高效和经济。
2.4环境效益显著
低能是一种清洁的能源。地源热泵与空气源热泵相比污染物排放量减少40%以上，与电供暖相于减少70%以上。这套装置的运行不需要燃料供应，不存在任何污染，没有排烟。可以建在居民区内；采用地能没有废弃物，更可以就地取材，不用远距离输送热量，如果能够取代其它空调方式，可以很好地减少CO的排放。
2.5舒适程度高
地源热泵系统的供冷、供热没有过热和过冷的峰值，相对来说更为平稳，因此会带来更好的体感；同时也是因为温度较为平衡，因此减少了空调开、关的频率，更容易适应供冷、供热负荷的分区。
2.6一机多用，应用范围广
地源热泵系统可以一机多用，不仅供暖、空调，还可供生活热水，这就可以取代原来的锅炉加空调的2套装置或系统。
2.7自动运行
地源热泵机组系统简单，部件较少，运行相对稳定，这就大大减少了维护费用，而且机组使用寿命相对于传统的机组来说更长；自动控制程度高，可无需人员值守。
3 地源热泵空调系统在应用中面临的问题
尽管地源热泵空调系统在节能效益方面具有很大的优越性，但在实际的工程应用中却并没有得到广泛的应用，只有很少的一部分建筑暖通工程中使用了地源热泵空调系统。引起这一问题的主要原因是地源热泵空调系统的运行维护方案还不太完善，专业技术人员较为缺乏，维护成本较高等等多方面的，也可以说，地源热泵空调系统的应用主要面临的问题有以下幾点：
3.1土壤换热器对于地源热泵系统来说至关重要，对其材质的要求很高，土壤换热器埋设的场所面积较大，系统投资相对于其它方式要高，因此这种系统一般应用于面积比较小的居住类单体建筑，很难在大型工程中应用。
3.2对土壤环境的影响。地源热泵空调系统采用土壤埋管，这必然会对土壤环境温度产生影响。由于温度的剧烈变化，在此温度范围的土壤微生物环境也将出现变化。土壤换热器的埋置深度的大小，直接影响建筑投资的大小，同时植物根系、土壤微生物也会受到影响。同时对于地下水源热泵系统、地表水源热泵系统也会对水系统环境造成影响。
3.3地源热泵系统对地下水资源有要求。在地下水热泵系统建设前期，应该对建设地点的进行充分的调查，详细了解当地的水文地质条件，并先打勘测井，对地下温度、地下水深度、水质和出水量等数据进行评估。地下水位的高低，不仅影响成井的费用，对水泵的运行能耗也有很大的影响，水位较低时，则其费用和能耗将会相应的增加。但目前国内地下水循环利用率不高，从地下抽出来作为热源的地下水很难再被全部回灌到含水层内，地下水资源的流失严重。
3.4地表水源热泵系统受水量影响较大。地表水温度受气候的影响，这一点与空气源热泵类似，热泵的性能系统受环境温度的影响非常明显，当环境温度越低时热泵的供热量越小。
4 结语
总之，地源热泵空调系统所具有的强大节能性是毋庸置疑的，其所带来的环境效益与节能效益是非常巨大的，在建筑供热空调中采用地源热泵技术可以有效地提高一次能源利用率，减少温室效应气体二氧化碳和其它燃烧产生的污染物的排放，是一种高效节能、无污染的可再生能源系统，在实际的应用中，我们应当重视其节能的特点，不断提高其安装维护技术，降低工程成本，以促使其更好的应用在节能建筑的发展中。
参考文献
[1] 张晓斌.地源热泵在空调系统中的应用[J].经营管理者,2012年04期.
[2] 余红海,周亚素,雷鸣.浅谈地源热泵空调系统的分类及其优越性[J].节能技术,2006年05期.
[3] 付红阳陈伟张国辉基于全寿命周期的地源热泵工程经济性评价田建筑经济2012.5:9卜100
[4] 门小静地源热泵空调系统的技术经济动态分析田]武汉理工大学2009[s]李铁地源热泵空调系统的设计田制冷2002
[5] 楼援媛地源热泵优缺点分析田现代商贾工业2010.22
关键词:地源热泵；空调系统；节能问题；应用优势
中图分类号：TE08 文献标识码：A
前言
随着我国经济的不断发展，人们对于生活居住环境的要求也越来越高。建筑能耗也随着人们生活方式的额改变逐年增加。建筑节能越来越受到政府各部门的重视。目前，我国实施建筑节能65%的标准，暖通空调系统耗能大户，对整个建筑物的能耗有直接影响。地源热泵是一种节能环保的可再生资源，这一优势越来越受到关注，将其应用到建筑空调工程中，有很大的发展前景。
1 常见地源热泵系统
就目前的技术而言，我国的地源热泵空调系统主要可以分为三种形式：其一为土壤地源热泵系统；其二为地下水地源热泵系统；其三为地表水地源热泵系统。这三种形式的地源热泵空调系统都具有各自不同的优点与应用范围，在实际的工程应用中，应当因地制宜，合理选用最佳的地源热泵空调系统。
1.1土壤热交换器地源热泵
土壤热交换器地源热泵是利用浅层土壤热量进行能量交换的系统。它通过循环液(水或以水为主要成分的防冻液)在封闭的循环管内流动，实现系统与大地之间的能量交换，地热换热器的设置形式主要有水平埋管和垂直埋管2种。
1.2地下水源热泵
地下水源热泵的热源是抽取地下水。地下水源热泵的能量交换方式有2种。一种是开放系统，利用水质良好的地下水直接进人热泵换热，之后将井水回灌地下;另一种是封闭系统式，采用交换器把地下水和通过热泵的循环水分隔开，防止地下水中的泥沙和腐蚀性杂质对热泵造成影响。实际工程中常采用封闭式环路的热泵循环水系统。
1.3地表水地源热泵
地表水地源热泵系统由潜在水面以下的热交换器取代土壤热交换器。地表水热泵系统的冷热源是池塘、湖泊或河溪中的地表水。在靠近江河湖海等含有大量自然水体的地方，可充分利用自然水体作为热泵的冷热源。
2 地源热泵空调工程的节能优越性
相较于其他空调系统而言，地源热泵空调系统是具有很大的节能优越性的，这也是其作为新型空调系统的主要特色。一般来讲，地源热泵空调系统的节能优越性可以体现在下述几方面内容上：
2.1可再生能源利用技术
地源热泵的冷热源来自于地球表面浅层地热资源，是一个能进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源又叫地能，指的是地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层就像是一个太阳能集热器，太阳散发的到地球47%的能量都被它吸收了，这样的利用率想当惊人，相当于人类每年利用能量的500倍之多。它是一种稳定而广泛的可再生能源，不受地域、资源等限制，量大面广、无处不在。因此地能也成为人们可以利用的清洁可再生能源。
2.2经济有效的节能技术
地能或地表浅层地热资源之所以可以作为冷热源，是因为其温度一年四季相对稳定，与环境温度相比。冬季温度高，夏季温度低，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统有更好的优越性，其运行效率要高40%，进而要节能和节省运行费用40%左右。另外，地能温度较恒定这一特性，对于热泵机组可靠、稳定运行有着重要的意义，也使得系统在运行时更加高效性和经济性。
2.3运行稳定可靠
低能温度相对于空气的波动来说比较稳定，在作为冷热源时非常有优越性；温度的恒定性，也使得系统运行更加可靠、稳定，同时也带来了系统的高效和经济。
2.4环境效益显著
低能是一种清洁的能源。地源热泵与空气源热泵相比污染物排放量减少40%以上，与电供暖相于减少70%以上。这套装置的运行不需要燃料供应，不存在任何污染，没有排烟。可以建在居民区内；采用地能没有废弃物，更可以就地取材，不用远距离输送热量，如果能够取代其它空调方式，可以很好地减少CO的排放。
2.5舒适程度高
地源热泵系统的供冷、供热没有过热和过冷的峰值，相对来说更为平稳，因此会带来更好的体感；同时也是因为温度较为平衡，因此减少了空调开、关的频率，更容易适应供冷、供热负荷的分区。
2.6一机多用，应用范围广
地源热泵系统可以一机多用，不仅供暖、空调，还可供生活热水，这就可以取代原来的锅炉加空调的2套装置或系统。
2.7自动运行
地源热泵机组系统简单，部件较少，运行相对稳定，这就大大减少了维护费用，而且机组使用寿命相对于传统的机组来说更长；自动控制程度高，可无需人员值守。
3 地源热泵空调系统在应用中面临的问题
尽管地源热泵空调系统在节能效益方面具有很大的优越性，但在实际的工程应用中却并没有得到广泛的应用，只有很少的一部分建筑暖通工程中使用了地源热泵空调系统。引起这一问题的主要原因是地源热泵空调系统的运行维护方案还不太完善，专业技术人员较为缺乏，维护成本较高等等多方面的，也可以说，地源热泵空调系统的应用主要面临的问题有以下幾点：
3.1土壤换热器对于地源热泵系统来说至关重要，对其材质的要求很高，土壤换热器埋设的场所面积较大，系统投资相对于其它方式要高，因此这种系统一般应用于面积比较小的居住类单体建筑，很难在大型工程中应用。
3.2对土壤环境的影响。地源热泵空调系统采用土壤埋管，这必然会对土壤环境温度产生影响。由于温度的剧烈变化，在此温度范围的土壤微生物环境也将出现变化。土壤换热器的埋置深度的大小，直接影响建筑投资的大小，同时植物根系、土壤微生物也会受到影响。同时对于地下水源热泵系统、地表水源热泵系统也会对水系统环境造成影响。
3.3地源热泵系统对地下水资源有要求。在地下水热泵系统建设前期，应该对建设地点的进行充分的调查，详细了解当地的水文地质条件，并先打勘测井，对地下温度、地下水深度、水质和出水量等数据进行评估。地下水位的高低，不仅影响成井的费用，对水泵的运行能耗也有很大的影响，水位较低时，则其费用和能耗将会相应的增加。但目前国内地下水循环利用率不高，从地下抽出来作为热源的地下水很难再被全部回灌到含水层内，地下水资源的流失严重。
3.4地表水源热泵系统受水量影响较大。地表水温度受气候的影响，这一点与空气源热泵类似，热泵的性能系统受环境温度的影响非常明显，当环境温度越低时热泵的供热量越小。
4 结语
总之，地源热泵空调系统所具有的强大节能性是毋庸置疑的，其所带来的环境效益与节能效益是非常巨大的，在建筑供热空调中采用地源热泵技术可以有效地提高一次能源利用率，减少温室效应气体二氧化碳和其它燃烧产生的污染物的排放，是一种高效节能、无污染的可再生能源系统，在实际的应用中，我们应当重视其节能的特点，不断提高其安装维护技术，降低工程成本，以促使其更好的应用在节能建筑的发展中。
参考文献
[1] 张晓斌.地源热泵在空调系统中的应用[J].经营管理者,2012年04期.
[2] 余红海,周亚素,雷鸣.浅谈地源热泵空调系统的分类及其优越性[J].节能技术,2006年05期.
[3] 付红阳陈伟张国辉基于全寿命周期的地源热泵工程经济性评价田建筑经济2012.5:9卜100
[4] 门小静地源热泵空调系统的技术经济动态分析田]武汉理工大学2009[s]李铁地源热泵空调系统的设计田制冷2002
[5] 楼援媛地源热泵优缺点分析田现代商贾工业2010.22