2023年浅谈地源热泵系统在暖通空调中的应用.docx

浅谈地源热泵系统在暖通空调中的应用 郭海明 王彦召 ：地源热泵技术的产生对建筑暖通节能有重要意义，因为该技术应用于建筑暖通施工时，不仅能平安、有效实现建筑供热采暖，还能大大降低能源损耗，实现建筑节能。本文首先分析了地源热泵的工作原理及优越性，然后详细阐述了地源热泵系统在暖通空调中的应用，最后探讨了暖通空调系统中地源热泵的施工要点。 关键词：地源热泵； 暖通空调； 节能； 土壤热交换器； 地埋管 中图分类号： TE08 文献标识码： A 一、地源热泵的工作原理及优越性分析 （一）工作原理 地源热泵技术工作原理与其他采暖技术不同，它借助于地表浅层热量，通过利用地表浅层的地热资源来调节建筑室内温度，为室内供热。从能量转移上分析，地源热泵技术其实就是热能转移技术，它能将热量从高温热源上转移到低温热源上，使两者保持热量平衡，从而到达均匀散热、均匀供热的目的。与其他采暖技术一样，地源热泵技术同样具有极好的应用特性，也同样能利用自身优势来改善建筑室内环境，提高建筑室内环境质量。当建筑物内部温度过高时，地源热泵系统会将室内热量吸收、释放到土壤中，而当建筑室内温度过低时，地源热泵又能 从土壤中吸收热量，将热量释放到室内环境中，实现建筑采暖。 （二）优越性 首先，地源热泵系统有着极好的清洁性。地源热泵系统得以持续应用的关键载体为电力。在地源热泵系统的应用过程当中，并不存在传统意义上的燃烧过程，从而也最大限度地控制了地源热泵系统运行相对于周边环境的影响。与此同时，在当前技术条件支持下，地源热泵系统不使用冷却塔装置，不需要配备外挂机设备，不会在热能排放的过程当中对周边环境产生影响。 其次，地源热泵系统有着极高的经济性。地源热泵系统冷却系统冷凝温度较低，从而使得冷却效果高于一般意义上的风冷式制冷系统以及冷却塔式制冷系统，这在很大程度上使得机组运行效率得到了稳定的提升。实践数据证实：地源 热泵系统下供热、制冷空调的运行费用能够降低30％~40％左右。更为关键的一点在于：同常规意义上的锅炉、电能或者是燃料供热系统相比，地源热泵系统对于电能资源的节约是极为显著的。与之相对应的经济性优势同样极为突出。 再次，地源热泵系统有着良好的能效性：在现阶段的技术条件作用之下，地源热泵系统运行机组对于土壤以及水体的应用，在冬季气候状态下的温度指标根本能够维持在12℃~22℃范围之内。该温度数值明显高于常规状态下的环境空气温度数值。在此过程当中，可显著提高热泵循环状态下的蒸发温度，而这对于提高地源热泵系统的能效比而言是至关重要的。 二、地源热泵系统在暖通空调中的应用措施 在当前技术条件支持下，地源热泵系统在暖通空调中的应用形式主要可以分为三种类型：即土壤热交换器形式、地下水形式以及地表水形式。 （一）土壤热交换器地源热泵应用形式 在此种地源热泵应用形式当中，土壤热交换器装置可以说是保障整个暖通空调应用性能稳定的根底与关键所在。在当前技术条件支持下，以耦合式地热交换器为首要选择方案。从实践应用的角度上来说，该土壤热交换器装置以水平方式安装于预设地沟内部。视实际情况，还可以U 型管方式安装于竖井内部。安装于不同地沟或者是竖井内部的土壤热交换器装置相互之间保持并联性连接状态。 在此根底之上，以不同的集中式管道进入建筑内部，并与建筑室内的既有水环路保持对应的连接关系。此种应用形式也正是现阶段暖通空调在应用地源热泵系统中最广泛采取的形式之一。 （二）地下水地源热泵系统应用形式 简单来说，地下水地源热泵系统是指将地下水直接供应至系统下的每台热泵机组当中。之后需要将井水回灌至地表以下。在实践应用的过程当中发现：这种供应及回灌的工作模式在一定程度上可能引发井水传输管道的阻塞问题。与此同时，大量的井水传输管道埋藏于土壤内部，可能引发局部性的管道腐蚀问题。从而，现阶段通常不建议在暖通空调施工过程中应用此种形式，仅结合暖通空调工程实际情况，采取水源辅助模式。 （三）地表水地源热泵系统应用形式 地表水地源热泵系统由潜在水面以下的塑料管管道所构成。需要注意的是：这局部塑料管道的构成形式表现为多重并联模式。在此过程当中所形成的地下水热交换器能够在一定程度上取代本文前述的土壤热交换系统。而相对于暖通空调系统的应用而言，地表水地源热泵系统需要连接至建筑物内部，以保障能源供应的稳定性与有效性。还需要注意的一点是：对于应用地表水地源热泵系统的暖通空调而言，需要结合建筑物所处地区的环境差异性，做好相应的防冻或是防潮处理，以保障其质量稳定与可靠。 三、暖通空调系统中地源热泵的施工要点 （一）地埋管地源热泵技术在暖通工程中的钻孔施工 在进行地埋管的钻孔施工的时候要注意和其他工程进行良好的联系起来，防止钻孔对其他工程的影响以及钻孔受到其他工程的影响，如在钻孔的时候要注意建筑物内的电缆工程施工，要注意电缆的铺设分布，防止因为钻孔对电缆造成破坏，同时也要防止电缆对钻孔造成影响。在进行钻孔施工的时候要根据施工的面积来确定施工的钻孔孔数，然后对施工的地面进行钻孔的定位，从而去定好每一个钻孔的位置。在进行钻孔的时候要保证钻机钻杆的垂直度，防止因为钻机钻孔对于其他工程设施带来破坏。 （二）地埋管地源热泵技术在暖通工程中的预组装施工 地源热泵预组装质量要得到充分保证，施工时必须重视管材的选型和进场后管材的堆放，要将管材成箱的堆放在平整的地面上，而管材的堆放高度不应该超过两米，防止以为挤压对怪才造成影响，要做好HDPE管的遮盖工作，防止因为阳光暴晒对HDPE管造成影响。 在进行现场预组装的时候要注意HDPE管的热熔管头的清洁度，对于管径小于或等于De50的时候，对于管材的切割采用旋转切刀，对于管径大于D e50的时候采用的是手工木工锯； 当HDPE管在地面连接完成以后要对管道进行试压，只有在试压合格以后才可以埋管，等井回填完以后还要对管道进行再试压，等试压合格以后再进行水平干管的连接； 水平干管连接完成以后再进行试压，试压合格以后进行回填土，在总管连接完成以后在进行系统的试压。 （三）地埋管地源热泵技术在暖通工程中的下管施工 在进行地源热泵技术的下管施工的时候一定要注意下管的及时性，要在钻孔完成以后立即进行下管，因为如果下管的时候越晚钻孔里面的积压越严重不利于管道的下放； 为了到达良好的下管施工，一般采用的都是预制砼导头下井施工方法进行施工，在预制导头制作完成以后要进行相应的试压工作，导头的直径应该大于四根HDPE管的直径，小于钻孔的直径。然后依靠导头的重量和管道本身的重量进行下井，下井的时候不要让管道在地面拖拉，不要让管道产生不自然的弯曲，更不能让管道产生角度。 结语 综上，随着人们生活水平提高、社会经济快速开展、信息技术的进步，能源问题与环境问题均得到了人们的广泛关注。地源热泵作为一种新兴节能环保制冷供热空调系统，无论在技术上，还是在其实际的应用效应上，均获得了相应的提高，已成为当前中国绿色节能环保技术的一个重要组成局部，而这也要求在今后节能环保技术的研究过程中，还应加大该技术的创新，充分发挥其所具备的功能，以此为人们提供更为丰富且全面的效劳。 参考文献 [1]魏燕鑫，左风云.浅论地源热泵技术在暖通空调节能中的运用[J]. 中华民居. 2022(04) [2]石定寰. 地源热泵技术翻开地源利用新局面[J]. 工程建设与设计. 2022(12) [3]王海青.浅谈暖通工程中的地源热泵技术[J].城市建设理论研究(电子版)，2022(29).