分析地源热泵中央空调系统在建筑中的应用与安装

 　[摘 要]近些年来，社会经济的不断发展，出现了大量的新型能源，比如地元热泵。地热泵主要由中央空调系统作为核心，其是一项新型的、先进的中央空调系统，因为具备节能和低碳环保以及无污染等多种特点，在新型建筑工程方面应用比较普遍。本文主要对地源人泵中央空调系统在建筑工程中的应用和安装进行了分析与研究。 

　　[关键词]地源热泵；中央空调； 

　　中图分类号：TU831.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0271-01 

　　地热泵（地源热泵）目前已经应用江河湖水和坑道水以及工业为谁等多种水资源当作冷、热源。地热泵是一项应用浅层地热能源且具备良好节能效果的系统，不仅能够供热还可以制冷。把地热泵运用在中央空调系统中，可以在冬季利用地热泵进行供热，在夏季利用地热泵制冷，有效为中央空调系统的充分应用提供高效以及节能支持。 

　　一、地热泵中央空调优势 

　　（一）节能低碳 

　　节能环保作为地热本中央空调系统的主要特点，其通常应用地下浅层中的热量，并非以往应用的化石燃料热量。因为地表浅层中的地热能是一项可以再生的太阳能，同时地下浅层中的温度常年保持稳定，所以应用地热泵要以应用老旧的空调系统节省大量的能源，通常运行费用可以节省4000左右。另外，地热泵的中央空调系统是一种先进的低碳技术，在运行的过程中，系统内部仅仅实现能量交换，并不会造成水资源的浪费，并且还可以在一定程度上有效降低二氧化碳的排放，进而充分满足低碳需求。 

　　（二）环保高效 

　　地热泵中央空调系统主要应用太阳能作为动力，在空调的运行过程中，并会出现二氧化碳以及其他相关危害气体，同时也不会导致水资源浪费与污染。在中央空调的运行过程中，主要针对南方区域制冷超过制热形成的大地土壤中的热能累积问题，应该利用冷却塔进行降温，和以往的中央空调系统相比较而言，具备环保高效特点。因为地热资源十分丰富，且浅层中地表水稳定比较稳定，所以地热泵的中央空调系统工作效率要比以往空调高，从而在一定程度上节省成本。另外，地热泵中央空调系统应用在建筑工程中，还具备良好的稳定性与经济性。 

　　二、地热泵的工作原理 

　　地热泵主要利用地层水与土壤资源的蓄热与蓄冷特点，一般情况下地下土壤与地下水温度比较稳定，而在建筑物的附近地下管道或是地下水，严格依据地热泵相关原理，可以完成低位热能与高位热能间的有效转移，进而实现建筑物热交换。同时地热泵一般应用双管路的水系统把建筑物中全部地热泵机进行有效连接，进而构成封闭环路方式的中央空调系统。地热泵中央空调系统的工作原理如下：在冬季时地热泵能够利用地下管道对地层中的热能进行收集，同时把所收集到的所有热能应用环路输送至中央空调系统的相关管道中，最终通过压缩机与热交换器实现热能生成暖气释放至建筑物室内。而在夏季时主要对室内的热量进行吸收，然后利用系统转移至地源中进行释放，而且在吸收热量的过程中还完成了制冷，进而实现建筑物充分应用中央空调的目的，如图1所示。 

　　三、地热泵的中央空调系统安装分析 

　　（一）U型管制备 

　　依据设计需求尽量把U型管的弯街头进行熔接，同时在室内完成，有效确保熔接街头安全性与牢靠性。另外，应该在U型管内注入防冻液，有效加强U型管总体重量，便于下管，同时还能够当作传热介质。在U型管的下放过程中，一定要确保U型管的具体下放深度，U型管一般应用的下放手段为人工下放，工作人员可以通过实践经验有效判断U型管下放具体深入是否可以满足相关需求。 

　　（二）灌注 

　　注浆主要是为了能够填充U型管和钻孔孔壁之间存在的间隙，从而使其具备良好的传热性能。一般情况下，填充材料选取主要和传热效率具体大小有关，选取热阻抗相对较小的填充材料，可以在一定程度上有效提升中央空调系统的工作效率。而美国和德国等发达国家认为，应该将钻孔时获取的岩土完成回填，可是此工程项目要想实现十分困难，因此通常应用由特殊物质生产制造形成的专门灌注材料。另外在注浆的过程中，一定要确保注浆的连续性，进而保证传热效果与工程项目质量。 

　　（三）钻孔 

　　直埋方式的地源热泵应该利用钻机完成施工，而且钻机的具体钻进深度应该在150至200m，其中钻头的直径应该依据相关需求在100至150mm区间。因为钻孔的深度比较浅，通常应用普通的循环作业方法。目前国内能够应用的一般工程项目勘察钻机和岩心钻进，例如DKIII-300型号的钻机和DPP100型号的车装钻机等多种。在钻孔施工竣工过后，孔壁一定要保持完整。若是施工区域中的地层土质相对比较好，能够利用裸孔进行钻进；若是为砂层，这时孔壁就比较容易发生坍塌，就要下套管。在裸孔的钻进过程中，其中泥浆密度应该在1125g/cm3上下，确保生成相对稳定与可靠地孔壁，同时缓慢减小泥浆浓度，可以加清水。另外，在成孔过程中，上返泥浆自身密度应该在1108g/cm3上下，同时泥浆中不可以存在沙粒。 

　　四、地源热泵中央空调系统在建筑领域中的推广应用 

　　在进行推广时应该充分应用政府管制，同时建立相对健全的法律和法规。政府管制主要针对可再生能源在建筑领域的应用方面，建立有关污染标准和节能标准等，在一定程度上有效提升建筑需求，加强建筑开发商在建筑项目节能设计。另外，加强执法力度，针对发生的不合格问题，一定要进行严格处理，从而实现地源热泵中央空调系统在建筑领域的推广与应用。 

　　结束语 

　　地源热泵中央空调系统的应用，不但能够有效减低有害气体的排放，同时还可以节约能源。由于地源热泵具备节能和低碳环保以及无污染等多种特点，因此在建筑领域中的运用有着深远意义。但是，现阶段地源热泵中央空调系统的推广和应用仍然存在许多问题，在此种状况下，国家一定要制定有关对策，确保地源热泵中央空调系统在建筑领域中的有效推广与普遍应用。 

　　参考文献 

　　[1] 张国东.促进地源热泵在建筑中应用的经济激励机制研究[D].哈尔滨工业大学，2012，（6）. 

　　[2] 张鸿斌.浅谈地源热泵中央空调系统的特点及在西安铁路局的应用[J].西铁科技，2013，（12）. 

　　[3] 杨文芳.地源热泵在新建建筑中应用的经济性研究及政策建议[D].西安：西安建筑科技大学，2010. 

　　[4] 熊自平.浅层地下水在地源热泵中央空调系统中的应用[J].工程建设与设计，2014，（4）.