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摘要: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。本文简述了地源热泵的概念,对地源热泵的优缺点进行了分析,探讨了地源热泵在暖通空调设计中的应用,以供参考。
关键词:暖通空调设计;地源热泵;应用
前言
随着国民经济水平的提高,人们的生活质量也得到有效的提高,因此,人们对于自身的工作以及生活环境质量提出更高的要求。在这种社会发展环境下,暖通空调企业得到了快速的发展,其不仅能够对室内的空气质量以及温度进行有效的调节,而且也在一定程度上给人们提供了更舒适的工作以及生活空间。
1、地源热泵的概念
所谓地源热泵技术是指通过少量高品位能源(电能等)将陆地浅层低品位能源转化为高品位能源的技术。地源热泵分为土壤源热泵、地下水热泵、地表水热泵等三类,属于清洁能源的一种[1]。该技术运用于暖通空调当中主要分为热泵机组、室外地能换热系统以及室内空调末端系统三个部分,能够实现调节室内温度,实现冷热交替的功能。暖通空调中运用地源热泵技术不但能够提高系统工作效率,还能节约能源,减少温室气体的排放,实现节能减排的效果,进一步提高企业的经济效应,响应国家可持续发展策略。
2、地源热泵的优缺点
2.1 地源热泵的优点
地源热是一种清洁能源,具有环保、高效等优点,地源热泵技术运用于暖通空调中,不但能够节约能源,还能减少温室气体的排放,实现环保,是一种节能环保的全新能源技术。吸收式、热电式、机械压缩式、蒸汽喷射式是地源热泵常见的四种驱动方式。热电式地源热泵经过多年的技术发展,在暖通空调工作过程中排放出来的气体不会污染周围环境,同时,在工作过程中,产生的噪音极小,减少噪音污染。相较于热电式热泵而言,吸收式、机械压缩式以及蒸汽喷射式所需的专业性更高,不但需要员工具备较高的专业素质,同时,员工在工作过程中,还需拥有细致缜密的思维及态度,保持准确性。
2.2 地源热泵的缺点
地源热泵主要依靠地下能源的支持,因此,对土壤的要求较高。但是,近年来,随着城市化的发展,环境破坏和污染现象较为严重,大量植被遭砍伐、未经处理的污水肆意排放,严重降低了土壤的质量,各种地质灾害也在频繁发生。这些情况局限了地源热泵技术的发展,也给技术人员的工作增加了不小的难度。此外,由于我国目前热泵系统与地下换热器的配合研究不够透彻,技术不完善,对传热模式和传质依赖比较严重,再一次对技术人员提出了更高的技术要求。
3、地源热泵在暖通空调设计中的应用
3.1大地耦合热泵
大地耦合热泵通常情况下也被称作为土壤热交换器地源热泵,其主要指的将地表浅层的土壤作为热源,在耦合性交换地热器的有效的作用下,水平放置在预设的地沟中,或者是以U型管形式放置在竖井内,同时与水环路保护系统进行有效的连接。与传统热泵相比,大地耦合热泵主要体现以下几个方面优势所在:①由于地下土壤相对温度波动较小,并且地面, 地表内的空气波动也具有一定的衰减以及延迟性作用,从而在一定程度上确保大地耦合热泵能够在稳定的状态下运行; ②从土壤中取热,不需要设置锅炉以及冷却塔等设备,在一定程度上避免了对环境造成的污染性问题; ③其能够与太阳能集热装置进行有机的结合,在土壤放热以及蓄热的有效作用下,实现更好的制冷以及供热效果。在大地耦合热泵实际的应用过程中,一方面,需要选择有效的地下土壤换热器类型,从目前大地耦合热泵现状上看,主要分为水平型以及垂直型两种类型,在应用中相关的技术人员需要根据建筑的具体情况进行选择,通常情况下垂直型埋管模式应用的较为广泛;另一方面,选择地下换热器管材。由于管材都是深埋于地下,因此,从系统运行的稳定性以及可靠性角度出发,应该选择具有良好化学性能以及耐腐蚀性的管材, 并且还应该具有一定的韧度以及强度。
3.2地下水热泵
所谓的地下水热泵系统主要指的是将地下水有效的介入到热泵系统机组中, 充分利用地下深井水温具有相对稳定性的这一特点,从而有效交换热量。地下水热泵的主要优势在于,其不仅占地面积相对比较小,而且在应用过程中具有显著性的效果,并且一旦能够合理的进行设计,将不会出现故障性的问题,能在一定程度上降低设备的维护成本,同时施工相对比较简单,技术相对比较成熟。在地下水热泵应用过程中,在地下水进行抽取之后,必须要进行相应的回灌工作,预防对周围的地理以及生态环境造成不利的影响。
3.3地表水热泵
地表水热泵与地下水热泵有着诸多的相似性特点,但是不同的是,地表水热泵主要是由潜在水面以下的塑料管道为主要的构成部分,在地表水热泵运行中形成的地下水热交换系统能够代替土壤热交换系统。在进行暖通空调系统设计过程中,采用地表水热泵必须要将建筑物与管道进行有效的连接,从而才能一定程度上保障地表水热泵能够在稳定的状态下运行。除此之外,在地表水热泵的应用过程中,必须要对该区域内的周围环境条件进行充分的考虑,对相关的设备以及管道进行必须的防潮以及防冻处理,降低气候因素对其的破坏以及影响。
3.4 冷却塔运行策略
所谓冷却塔就是缓解地热不平衡的辅助冷源。由于地下能源变化较大,通常难以控制,在提取的过程中,往往会出现地热不平衡的现象,这种现象将会导致暖通空调工作效率不稳定,从而影响暖通空调的正常使用。因此,在运用地源热泵技术时,往往需要使用冷却塔来缓解地热不平衡现象。为了进一步提高冷却塔的工作效率,首先,需要根据设备的型号,选取合適的冷却塔。其次,在运用冷却塔时,需要制定一定的启停策略。
4、结束语
综上所述,加强对地源热泵技术在暖通空调中应用的研究分析,对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义,因此在今后的暖通空调设计过程中,应该加强对地源热泵技术关键环节与重点要素的重视程度,并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
[1]李诗敏.暖通空调设计中地源热泵的应用分析[J].四川水泥,2015,(08):117.
[2]孙浩.简析暖通空调设计中地源热泵的应用[J].建材与装饰,2016,(38):161-162.
[3]王宇清.暖通空调设计中地源热泵的运用[J].科技传播,2015,7(24):124+148.
关键词:暖通空调设计;地源热泵;应用
前言
随着国民经济水平的提高,人们的生活质量也得到有效的提高,因此,人们对于自身的工作以及生活环境质量提出更高的要求。在这种社会发展环境下,暖通空调企业得到了快速的发展,其不仅能够对室内的空气质量以及温度进行有效的调节,而且也在一定程度上给人们提供了更舒适的工作以及生活空间。
1、地源热泵的概念
所谓地源热泵技术是指通过少量高品位能源(电能等)将陆地浅层低品位能源转化为高品位能源的技术。地源热泵分为土壤源热泵、地下水热泵、地表水热泵等三类,属于清洁能源的一种[1]。该技术运用于暖通空调当中主要分为热泵机组、室外地能换热系统以及室内空调末端系统三个部分,能够实现调节室内温度,实现冷热交替的功能。暖通空调中运用地源热泵技术不但能够提高系统工作效率,还能节约能源,减少温室气体的排放,实现节能减排的效果,进一步提高企业的经济效应,响应国家可持续发展策略。
2、地源热泵的优缺点
2.1 地源热泵的优点
地源热是一种清洁能源,具有环保、高效等优点,地源热泵技术运用于暖通空调中,不但能够节约能源,还能减少温室气体的排放,实现环保,是一种节能环保的全新能源技术。吸收式、热电式、机械压缩式、蒸汽喷射式是地源热泵常见的四种驱动方式。热电式地源热泵经过多年的技术发展,在暖通空调工作过程中排放出来的气体不会污染周围环境,同时,在工作过程中,产生的噪音极小,减少噪音污染。相较于热电式热泵而言,吸收式、机械压缩式以及蒸汽喷射式所需的专业性更高,不但需要员工具备较高的专业素质,同时,员工在工作过程中,还需拥有细致缜密的思维及态度,保持准确性。
2.2 地源热泵的缺点
地源热泵主要依靠地下能源的支持,因此,对土壤的要求较高。但是,近年来,随着城市化的发展,环境破坏和污染现象较为严重,大量植被遭砍伐、未经处理的污水肆意排放,严重降低了土壤的质量,各种地质灾害也在频繁发生。这些情况局限了地源热泵技术的发展,也给技术人员的工作增加了不小的难度。此外,由于我国目前热泵系统与地下换热器的配合研究不够透彻,技术不完善,对传热模式和传质依赖比较严重,再一次对技术人员提出了更高的技术要求。
3、地源热泵在暖通空调设计中的应用
3.1大地耦合热泵
大地耦合热泵通常情况下也被称作为土壤热交换器地源热泵,其主要指的将地表浅层的土壤作为热源,在耦合性交换地热器的有效的作用下,水平放置在预设的地沟中,或者是以U型管形式放置在竖井内,同时与水环路保护系统进行有效的连接。与传统热泵相比,大地耦合热泵主要体现以下几个方面优势所在:①由于地下土壤相对温度波动较小,并且地面, 地表内的空气波动也具有一定的衰减以及延迟性作用,从而在一定程度上确保大地耦合热泵能够在稳定的状态下运行; ②从土壤中取热,不需要设置锅炉以及冷却塔等设备,在一定程度上避免了对环境造成的污染性问题; ③其能够与太阳能集热装置进行有机的结合,在土壤放热以及蓄热的有效作用下,实现更好的制冷以及供热效果。在大地耦合热泵实际的应用过程中,一方面,需要选择有效的地下土壤换热器类型,从目前大地耦合热泵现状上看,主要分为水平型以及垂直型两种类型,在应用中相关的技术人员需要根据建筑的具体情况进行选择,通常情况下垂直型埋管模式应用的较为广泛;另一方面,选择地下换热器管材。由于管材都是深埋于地下,因此,从系统运行的稳定性以及可靠性角度出发,应该选择具有良好化学性能以及耐腐蚀性的管材, 并且还应该具有一定的韧度以及强度。
3.2地下水热泵
所谓的地下水热泵系统主要指的是将地下水有效的介入到热泵系统机组中, 充分利用地下深井水温具有相对稳定性的这一特点,从而有效交换热量。地下水热泵的主要优势在于,其不仅占地面积相对比较小,而且在应用过程中具有显著性的效果,并且一旦能够合理的进行设计,将不会出现故障性的问题,能在一定程度上降低设备的维护成本,同时施工相对比较简单,技术相对比较成熟。在地下水热泵应用过程中,在地下水进行抽取之后,必须要进行相应的回灌工作,预防对周围的地理以及生态环境造成不利的影响。
3.3地表水热泵
地表水热泵与地下水热泵有着诸多的相似性特点,但是不同的是,地表水热泵主要是由潜在水面以下的塑料管道为主要的构成部分,在地表水热泵运行中形成的地下水热交换系统能够代替土壤热交换系统。在进行暖通空调系统设计过程中,采用地表水热泵必须要将建筑物与管道进行有效的连接,从而才能一定程度上保障地表水热泵能够在稳定的状态下运行。除此之外,在地表水热泵的应用过程中,必须要对该区域内的周围环境条件进行充分的考虑,对相关的设备以及管道进行必须的防潮以及防冻处理,降低气候因素对其的破坏以及影响。
3.4 冷却塔运行策略
所谓冷却塔就是缓解地热不平衡的辅助冷源。由于地下能源变化较大,通常难以控制,在提取的过程中,往往会出现地热不平衡的现象,这种现象将会导致暖通空调工作效率不稳定,从而影响暖通空调的正常使用。因此,在运用地源热泵技术时,往往需要使用冷却塔来缓解地热不平衡现象。为了进一步提高冷却塔的工作效率,首先,需要根据设备的型号,选取合適的冷却塔。其次,在运用冷却塔时,需要制定一定的启停策略。
4、结束语
综上所述,加强对地源热泵技术在暖通空调中应用的研究分析,对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义,因此在今后的暖通空调设计过程中,应该加强对地源热泵技术关键环节与重点要素的重视程度,并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
[1]李诗敏.暖通空调设计中地源热泵的应用分析[J].四川水泥,2015,(08):117.
[2]孙浩.简析暖通空调设计中地源热泵的应用[J].建材与装饰,2016,(38):161-162.
[3]王宇清.暖通空调设计中地源热泵的运用[J].科技传播,2015,7(24):124+148.