暖通空调设计中地源热泵的运用

 摘 要：随着人民生活水平的提高，同时也推动了建筑行业的发展，在建筑领域涉及到建筑的室内设计中，空气调节、供暖通风即暖通空调的设计就是重点，其可以保证室内的温度，积极改善室内的空气环境，满足了人们对现代生活的高要求。地源热泵系统在暖通空调设计中有很大的应用，该系统不仅热源稳定，而且还节能环保，应用起来非常安全，下面就具体分析其应用情况，以期可供相关人士借鉴。

关键词：暖通空调；设计；地源热泵

设计暖通空调时，主要会涉及三点内容，分别是供暖环节，通风环节以及空气调节部分，建筑室内的湿度、温度等都会直接影响人们居住的舒适程度，科学的运用暖通空调系统，就能有效对室内的温度和湿度进行调整，而地源热泵系统因其调整效果明显，不需要太长时间，而且调节范围广，操作方便，因此在室内设计中普遍受到设计人员的青睐，接下来分析其具体应用的技术，在以后的发展中，该技术一定会有新的突破。

1 对地源热泵概述分析

地源热泵是由瑞士专家第一个提出的，但是其真正应用却在美国，在暖通空调设计中科学应用地源热泵系统，其实质就是一个有效的控制系统，通过把空调系统的冷凝器，以及蒸发器埋在地下，这样热量就可以通过土壤、水介质等进行热能的交换，尤其是在炎热的夏季，运用地源热泵系统就能把这些热量贮存到一起，当冬季来临的时候，其可以为建筑物供暖，而如果是在寒冷的冬季，该地源热泵系统能够把冷能量贮存到一起，供建筑物夏季制冷使用。地源热泵系统的能量都是从大地获取的，当在暖通空调设计中应用该技术，可以有效降低能源的消耗量，与此同时，还不会对环境造成污染。

2 暖通空调设计中地源热泵的运用

2.1 在暖通空调设计中应用地源热泵注意事项

在应用地源热泵时，第一点，一定要遵循因地制宜的原则，地源热泵有很大的技术优势，但是在实践操作中，还会受到很多客观环境的限制，因地制宜就是如果在夏季能量储存不足，满足不了冬季的供暖需求，那么地源热泵系统就应该增加制热装置的设计，以此来增加热能，保证居民对热量的正常需求，如果该系统在冬季不能储存足够的冷能量，与之相对应的在系统设计中，就应该增加冷却装置。无论是增加冷却装置还是制热装置，系统的设计成本都会增加，因此在设计中工作人员先进行科学的计算，最后决定使用地源热泵技术是否合理。第二点，要正确选择使用地源热泵的类型，当前有很多机组类型可以选择，但是没有一个统一的规范和管理制度，所以要选择合适的机组，业内人士都清楚，地源热泵对机组的能效比与性能系数有着很高的要求，因此设计者必须根据地源热泵的使用要求选择正确的能效比和性能系数。

业内人士都清楚，一台变频器只能对一台地源热泵进行调节，如果使用多台地源热泵，需要保证其频率不会发生变化，不同台数的冷水机组，和回水温差，二次水环路，冷水流量都有直接关系。另外在空调冷却水机组的末端，需使用电动三通阀进行控制。确定地源热泵参数有几种方式，一种是空调地源热泵，在确定使用的台数时，可以使用温差调节方法进行来确定但是该方式会直接影响空调冷水机组工作的稳定性，而且调节范围也会受到很大限制。第二种，结合实际测定的冷水机组实际流量值和二类空调地源热泵的流量值进行对比，要保证其运行台数的选择和冷却水机组运行顺序的控制方法一致，从这些数据中可以得知，在使用地源热泵时，必须全面对这些内容进行考虑，调整各个参数保证其和实际情况的一致性，如果是现实情况不匹配，那么将会直接影响其运行的质量。

2.2 大地耦合热泵在设计中的应用

对于大地耦合热泵而言，热源和热汇都是从地表浅层的土壤获得的，在具体应用过程中，大地耦合热泵的优势很明显，第一点，在使用大地耦合热泵时，其土壤温度没有很大的波动，如果和其他环境的介质对比分析，在一定深度的地下，其土壤温度不会有太大变化，因此从土壤中汲取能量很稳定，除此之外，土壤和地表温度，和空气温度的变化进行对比，其还拥有延迟的作用，由此判断把土壤作为热泵装置的热源是非常正确的。土壤是一个巨大的蓄热蓄冷体，在建筑暖通空调设计中，为了保证能源的利用率，还应该把太阳能集热装置和大地耦合热泵合理的搭配使用，同时这种使用方式还能够保证系统高效的运行。第二点，大地耦合热泵还有绿色环保的优点，把土壤作为热源，可以局部代替冷却塔，或者全部替代锅炉，这样就能有效减少暖通空调对环境造成的污染。第三点，大地耦合热泵系统有很高的稳定性，该系统在应用时埋设在地下，存储大地的能量，然后合理的调节和利用，把能量应用到室内进行温度调节，无论是在高温的夏季还是低温的冬季，都不会对大地耦合热泵产生影响，由此也就不用对大地耦合热泵做防护处理，降低了设计的成本。在应用过程中，还应该重视对控制系统的管控。

对于地源热泵而言，其控制系统有三个，第一个，是水池的控制系统，能够调整水位的高低，如果水位达到一定高度，那么该控制系统会自动开启或关闭，深井盖就把水源隔离开。第二个是热泵机组的自动控制系统，该系统利用自动化装置，对水源进行合理的加热和制冷，由于应用了自动化系统，因此整个过程不需要人工操作。第三点，是井群控制系统，该系统的作用就是进行分组管理，除此之外，还能有效控制其他控制系统，保证整个系统功能的正常发挥。

2.3 对地下水热泵进行分析

在当前某些使用地区，地下水热泵应用范围较为广泛，下面就分析其工作的原理，地下水热泵的热源来自地下深井水，深水井的温度比较稳定，在夏季深水井比较凉，因此有很好的制冷效果，而在冬季深水井的井水比较热，因此可以存储热能，在冬季为建筑供暖。在进行地下深井设计过程中，其井水都是在地层里面，而且深度不时很深，在这个深度范围内，深井水的水温基本不会发生什么变化，由于深水井有这些优势，地下深井水可以为建筑提供热源，而且还非常有利于热泵的运行。对于地下水热泵而言，其在实际应用中有下列几个优点，第一点，该地下水热泵占地面积非常小，并且在地下布局很严谨，工作效率较高。不仅如此，虽然其占地面积小，但是在抽取地下水，或者进行回灌的时候，却不会受到占地面积小的影响。总而言之，地下水热泵布局严密，水井系统工作稳定，而且工作效率高。第二点，地下水热泵的运行成本低，对于大型地下水热泵系统而言，在单位容量范围内，其运行的成本要比其他系统低很多，工作中只需要一个流量较高的井就能满足整个暖通空调系统的正常运行。第三点，该系统不需要太高的维护成本，对附近环境没有影响，再加上设计合理的地下水热泵循环系统，就能有效保证该系统安全、高效、稳定的运行，除此之外，如果条件允许，还不用进行日常的维护，这样也能节省大量的维护费用。另一方面，利用地下水回灌，不会影响地层的实际含水量，进而不会像其他系统那样对地下水热泵循环系统造成的影响。当然，这都取决于使用地区良好的水质条件及丰富的水源环境。

3 结语

通过以上对暖通空调设计中地源热泵的运用分析，得知大地耦合热泵和地下水热泵是主要的地源热泵，由于其系统特点不同，其优势也不同，但是在建筑暖通空调设计中，都可以得到很好的应用，在未来在暖通空调的设计过程中，还可利用热电冷三联供、热泵技术等有关技术，从根本上降低暖通空调的能源损耗，从而实现对暖通空调的节能化设计，暖通空调设计在未来还会不断的创新，不断发展。但是地源热泵技术也存在一定的缺陷，因此还要对其进行深层的研究。

参考文献

[1] 陈峰.针对暖通空调设计中地源热泵的运用分析[J].建筑知识：学术刊，2014.

[2] 邹海燕，高涛.暖通空调节能中地源热泵技术的有效运用分析[J].科技经济导刊，2015，26（04）.