探析地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

賈海明

寧夏創(chuàng)綠環(huán)保科技有限公司

探析地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

賈海明

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暖通空調(diào)的功能主要是發(fā)揮采暖功能、調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的功能和通風(fēng)功能。因此需要重視暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)，并且暖通空調(diào)涵蓋著多方面的專(zhuān)業(yè)技術(shù)裝置，諸如流體力學(xué)知識(shí)、熱力學(xué)知識(shí)以及流體機(jī)械學(xué)知識(shí)等等。而目前地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中已得到廣泛應(yīng)用?；诖耍疚母攀隽说卦礋岜?，闡述了地源熱泵的主要形式，結(jié)合某項(xiàng)目對(duì)地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討分析。

地源熱泵；形式；暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)；應(yīng)用

隨著低碳環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)，要求對(duì)暖通空調(diào)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。而地源熱泵在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可以在滿(mǎn)足建筑實(shí)際需求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

一、地源熱泵的概述

地源熱泵暖通空調(diào)系統(tǒng)在夏季高溫狀況影響下，地源熱泵機(jī)組能夠?qū)⒔ㄖ锼盏降臒崮苻D(zhuǎn)移到地下存儲(chǔ)，達(dá)到對(duì)建筑物降溫的目的。在冬季低溫天氣狀況影響下，地埋管地源熱泵系統(tǒng)又能夠?qū)⒌叵峦寥涝谙募舅鶅?chǔ)存的熱能轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)，同時(shí)將建筑物內(nèi)的冷量轉(zhuǎn)移到地下儲(chǔ)存，達(dá)到為建筑物供暖的目的。在暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中合理應(yīng)用地源熱泵系統(tǒng)，就是通過(guò)把空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器，以及蒸發(fā)器埋在地下，這樣熱量就可以通過(guò)土壤、水介質(zhì)等進(jìn)行熱冷的交換，尤其是在炎熱的夏季，運(yùn)用地源熱泵系統(tǒng)就能把這些熱量貯存到一起，當(dāng)冬季來(lái)臨的時(shí)候，其可以為建筑物供暖，而如果是在寒冷的冬季，該地源熱泵系統(tǒng)能夠把冷能量貯存到一起，供建筑物夏季制冷使用。地源熱泵系統(tǒng)在暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)用可以有效降低能耗。

二、地源熱泵的主要形式

地源熱泵通常分為地埋管形式、地下水源熱泵和地表水源熱泵等形式。具體表現(xiàn)為：(1)地埋管形式。第一、水平式地源熱泵。水平式地源熱泵通過(guò)水平埋置于地表面2～4M以下的閉合換熱系統(tǒng)，其與土壤進(jìn)行冷熱交換，此種系統(tǒng)適合于制冷供暖面積較小的建筑物。第二、垂直式地源熱泵。通過(guò)垂直鉆孔將閉合換熱系統(tǒng)埋置在50M～400M深的巖土體與土壤進(jìn)行冷熱交換。此種系統(tǒng)適合于制冷供暖面積較大的建筑物。(2)地表水式地源熱泵。地源熱泵機(jī)組通過(guò)布置在水底的閉合換熱系統(tǒng)與江河、湖泊、海水等進(jìn)行冷熱交換，此種系統(tǒng)適合于中小制冷供暖面積，臨近水邊的建筑物。它利用池水或湖水下穩(wěn)定的溫度和顯著的散熱性，但其需要建筑物周?chē)休^深、較大的河流或水域。(3)地下水式地源熱泵。地源熱泵機(jī)組通過(guò)機(jī)組內(nèi)閉式循環(huán)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)換熱器與由水泵抽取的深層地下水進(jìn)行冷熱交換，地下水排回或通過(guò)加壓式泵注入地下水層中。此系統(tǒng)適合建筑面積大，周?chē)盏孛娣e有限的大型單體建筑和小型建筑群落。

三、地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

本文結(jié)合某小區(qū)工程，對(duì)地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1、某小區(qū)工程概況。某小區(qū)總面積在30萬(wàn)㎡左右，而空調(diào)面積達(dá)22.8萬(wàn)㎡。建筑結(jié)構(gòu)多數(shù)是把環(huán)形當(dāng)成重點(diǎn)結(jié)構(gòu)，且小區(qū)內(nèi)業(yè)布置了相應(yīng)的綠化地。

2、加強(qiáng)暖通空調(diào)參數(shù)的設(shè)計(jì)。具體表現(xiàn)為：第一，室外參數(shù)對(duì)空調(diào)室外參數(shù)的設(shè)計(jì)必須要按照暖通工程設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，對(duì)于溫度及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的控制都需要達(dá)到實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)需要。夏季室外空調(diào)計(jì)算干球溫度33.2℃，濕球溫度26.4℃；冬季室外空調(diào)計(jì)算干球溫度-12℃，相對(duì)濕度45%。第二，室內(nèi)參數(shù)對(duì)空調(diào)房間參數(shù)的設(shè)計(jì)則要結(jié)構(gòu)空間內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)情況，夏季溫度26℃，相對(duì)濕度≤60%：冬季溫度20%(衛(wèi)生間25℃)，相對(duì)濕度≥30%。

3、地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)冷、熱源系統(tǒng)中的應(yīng)用分析。為了防止所用水中的雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)組，井水必須要經(jīng)過(guò)沉淀處理才能使用，然后通過(guò)旋流清理機(jī)組內(nèi)的雜物，這樣是為了設(shè)備處于穩(wěn)定的環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)。地源熱泵系統(tǒng)用戶(hù)的空調(diào)循環(huán)水泵與機(jī)組選擇之間，采取的原則為“先并聯(lián)后串聯(lián)”，循環(huán)水泵和機(jī)組實(shí)現(xiàn)一對(duì)一供水，以此保證各個(gè)裝置之間協(xié)調(diào)運(yùn)行。對(duì)分、集水器兩者需要配備相應(yīng)的裝置，通常使用壓差旁通閥，這些對(duì)于空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)的使用有促進(jìn)作用。

4、地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)中的應(yīng)用分析。室內(nèi)空調(diào)末端設(shè)備一般選擇臥式暗裝風(fēng)機(jī)盤(pán)管加以控制，這樣才能保持室內(nèi)空氣的清新。通常風(fēng)機(jī)盤(pán)管按照房間功能及裝修需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，多數(shù)情況選擇與房間內(nèi)適合的風(fēng)口形式，這種結(jié)構(gòu)在商業(yè)建筑中也很適合；考慮到避免動(dòng)態(tài)的熱氣會(huì)在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)異常情況，則處理時(shí)需保證風(fēng)機(jī)盤(pán)管多數(shù)為高靜壓型。對(duì)各個(gè)供水管上需提供相應(yīng)的調(diào)節(jié)裝置，這樣可以保證回水管上不會(huì)發(fā)生流量失衡的問(wèn)題。室內(nèi)連接水管需要設(shè)置在不會(huì)影響到裝置功能的位置，由此能將整個(gè)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)美化處理，并保證空調(diào)系統(tǒng)作用的發(fā)揮。

5、地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)用的注意事項(xiàng)。主要表現(xiàn)為：(1)嚴(yán)格遵循因地制宜的原則。我國(guó)地域廣闊，蘊(yùn)藏著豐富的地表淺層地能資源，因地制宜地采用不同形式的地源熱泵技術(shù)可以有效地提高低溫地?zé)豳Y源，同時(shí)克服傳統(tǒng)熱泵空調(diào)技術(shù)的局限與不足，在節(jié)約能源、防治環(huán)境污染具有重大意義。地源熱泵在實(shí)踐操作中會(huì)受到很多客觀因素的制約，因地制宜就是如果在夏季能量?jī)?chǔ)存不足，滿(mǎn)足不了冬季的供暖需求，那么地源熱泵系統(tǒng)就應(yīng)該增加制熱裝置的設(shè)計(jì)，以此來(lái)增加熱能，保證居民對(duì)熱量的正常需求，如果該系統(tǒng)在冬季不能儲(chǔ)存足夠的冷能量，與之相對(duì)應(yīng)的在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，就應(yīng)該增加冷卻裝置，因此在設(shè)計(jì)中工作人員先進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，最后決定使用地源熱泵技術(shù)是否合理。(2)合理選擇地源熱泵類(lèi)型。當(dāng)前暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中有很多機(jī)組類(lèi)型可以選擇，但是沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)范和管理制度，所以要選擇合適的機(jī)組，并且地源熱泵對(duì)機(jī)組的能效比與性能系數(shù)有著很高的要求，因此設(shè)計(jì)者必須根據(jù)地源熱泵的使用要求選擇正確的能效比和性能系數(shù)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，地源熱泵暖通空調(diào)系統(tǒng)是將空調(diào)系統(tǒng)的熱交換器埋在地下，以水源在高強(qiáng)度、高密封性塑料管環(huán)路中的持續(xù)、循環(huán)流動(dòng)為載體，實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)與大地土壤進(jìn)行冷熱交換的目的。為了充分發(fā)揮其作用，對(duì)地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析具有重要意義。

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