地源熱泵技術(shù)在空調(diào)節(jié)能改造項目中的應(yīng)用

張吉

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地源熱泵技術(shù)在空調(diào)節(jié)能改造中的應(yīng)用具有科學(xué)性，提高了資源利用率，在空調(diào)改造中具有突出特點(diǎn)。

1 地源熱泵工作原理和特點(diǎn)

根據(jù)自然原理，熱量都是從高溫向低溫傳送，這就和水往低處流是同樣的道理，但是通過科技的發(fā)展和應(yīng)用，可以使用熱泵將熱能從低處轉(zhuǎn)向高處，因此熱泵是一種提升熱能的裝置。在熱泵工作的過程中，是對熱泵進(jìn)行能量的消耗從而將介質(zhì)中的能量進(jìn)行的發(fā)掘和應(yīng)用，提高溫位并利用，在空調(diào)節(jié)能改造的過程中使用熱泵可以有效提高空調(diào)的效率。地源熱泵減少了對不可再生能源的應(yīng)用，具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，在使用過程中不會出現(xiàn)較大的波動，因此保持空調(diào)的使用質(zhì)量，減少故障的產(chǎn)生，提高舒適度。地源熱泵在空調(diào)節(jié)能改造中的應(yīng)用使用較高的科技，具有科學(xué)性和合理性[1]。

2 地源熱泵技術(shù)研究

2.1 地埋管地源熱泵技術(shù)

（1）地埋管地源熱泵是在土壤中或者是巖體內(nèi)對熱能進(jìn)行交換，土壤換熱器是地源熱泵技術(shù)的重要途徑，對檢測土壤的熱物性進(jìn)行分析。下埋管換熱器是將土壤中的熱量進(jìn)行交換，分為垂直埋管和水平埋管。兩種不同的埋管形式根據(jù)實際情況的不同進(jìn)行選擇，水平地埋管換熱器的應(yīng)用是根據(jù)外界環(huán)境的影響，如果外界環(huán)境溫度以及濕度對于巖土中的溫度影響較小，或者熱物性受到埋設(shè)深度的影響較小，就可以進(jìn)行水平地埋。如果外界環(huán)境對于淺層巖體的溫度具有較大影響，就需要使用垂直地埋管換熱器，垂直地埋管和換熱器的應(yīng)用主要是在一些大型工程中，因為其換熱水平較高，并且占地面積較小，因此受到歡迎。

（2）土壤傳熱器，地埋管熱泵系統(tǒng)在應(yīng)用過程中受到水源以及回填材料的影響，地埋管熱泵性能要想得到提升必須要對影響因素進(jìn)行分析，并且要完善傳熱模型。對管件合理選取的過程中需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H氣候情況，對溫度以及濕度等進(jìn)行研究，然后確定管件的尺寸和大小，找到適合的類型。目前在地埋管換熱器方面的研究和應(yīng)用還不夠成熟，我國在這方面的研究處于初級階段，理論體系不健全并且在模型方面的研究也比較滯后，因此在一些大型工程中對于地埋管換熱器的設(shè)計都是通過純導(dǎo)熱工況和巖石導(dǎo)熱系數(shù)來計算和確定的。

（3）檢測土壤熱物性參數(shù)，土壤熱物性檢測的方法主要有三種類型，一是對相關(guān)資料進(jìn)行查找和咨詢，在工程開展之前需要對地面進(jìn)行鉆井，鉆井會獲取地理信息和相關(guān)資料，因此根據(jù)土壤以及地質(zhì)資料可以對土壤熱物性進(jìn)行檢測。二是對土壤進(jìn)行取樣，取樣要做到具有代表性，取樣結(jié)果具有參考性，將樣品帶入到實驗室中進(jìn)行檢測，可以對土壤的性能有所了解。三是檢測人員到現(xiàn)場進(jìn)行檢測，檢測人員走出實驗室在實地進(jìn)行勘察和檢測可以對當(dāng)?shù)氐耐寥罒嵛镄跃哂懈尤娴牧私狻＿@三種方法都是獲取數(shù)據(jù)信息的重要方法，但是綜合多種因素分析專業(yè)人員到實地檢測的方法更具有合理性和準(zhǔn)確性，可以提高檢測的真實性。4、施工工藝，地埋管熱泵系統(tǒng)施工包括鉆井、回填材料、洗井和回填工藝組成，在施工過程中按照施工流程進(jìn)行合理施工可以有效提高施工工藝水平，確保高效運(yùn)行。

2.2 地表水熱泵系統(tǒng)換熱技術(shù)

地表水熱泵通過將低位熱能向高位熱能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，利用熱泵運(yùn)行原理，地表水熱泵是根據(jù)熱泵的運(yùn)行原理開展技術(shù)的，通過少量的電能將低位熱能向高位熱能的轉(zhuǎn)化，地表水源的范圍比較廣泛，包括湖泊、河流、水庫水等等，地表水根據(jù)來源的不同分為淡水源熱泵、再生水源熱泵、海水源熱泵系統(tǒng)。地表水體溫度不是固定不變的，水體溫度的研究需要根據(jù)變化規(guī)律進(jìn)行研究。我國對于特定水體換熱能力的研究方面缺乏理論知識的支持和引導(dǎo)，并且對于水體換熱能力的計算不具有科學(xué)性，通常以靜態(tài)分析為基礎(chǔ)[2]。

2.3 地下水地源熱泵系統(tǒng)技術(shù)

地下水源熱泵系統(tǒng)是通過對地下水的應(yīng)用將低位熱泵轉(zhuǎn)化為高位熱泵，為設(shè)備提供制冷以及制熱技術(shù)。這種系統(tǒng)需要豐富的地下水資源作為支撐，因此要選擇在地下水充足的區(qū)域應(yīng)用相應(yīng)技術(shù)，并且接受嚴(yán)格的監(jiān)督。在實際的應(yīng)用過程中，地下水水質(zhì)處理和回灌技術(shù)是研究的主要方向。如果地下水水質(zhì)影響熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用，需要改善地下水水質(zhì)，對水質(zhì)進(jìn)行處理，將水源和熱泵設(shè)備進(jìn)行隔離。對于水質(zhì)沒有科學(xué)有效的處理，就會導(dǎo)致熱泵系統(tǒng)在使用中出現(xiàn)故障，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的使用質(zhì)量和效率。地下水回灌需要對實際情況進(jìn)行分析合理選擇回灌方法，回灌技術(shù)需要考慮對于地面沉降造成的影響，回灌水是否會影響地下水的水質(zhì)、對于地下水水位的影響，通過對地下水的影響進(jìn)行評估，才可以繼續(xù)后續(xù)處理。

3 地源熱泵在空調(diào)節(jié)能改造應(yīng)用中的技術(shù)優(yōu)勢

地源熱泵系統(tǒng)在空調(diào)節(jié)能改造項目中的應(yīng)用具有以下技術(shù)優(yōu)勢：

（1）環(huán)保，采用地源熱泵系統(tǒng)對環(huán)境的污染有限，不需要燃燒燃料，并且污染物排放量較少，地源熱泵系統(tǒng)主要利用的是地?zé)豳Y源，地?zé)豳Y源屬于可再生清潔能源，因此減少對能源的浪費(fèi)，提高能效比。

（2）節(jié)約用水，以土壤為源體吸收或放出能量，可以減少多其他資源的利用，節(jié)省了很多空間，有利于擴(kuò)大機(jī)房面積。

（3）運(yùn)行可靠，地源熱泵系統(tǒng)在運(yùn)行過程中不會過多受到外界環(huán)境的影響，散熱水平不會因為外界溫度過高而受到影響，同時制熱也不會因冬季嚴(yán)寒減弱，不會形成結(jié)霜現(xiàn)象，因此可以放心使用，運(yùn)行非常安全可靠[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，地源熱泵技術(shù)在應(yīng)用中具有很大優(yōu)勢，地源熱泵的使用可以減少對能源的浪費(fèi)，并且節(jié)約用地面積和水資源，我國對于地源熱泵技術(shù)的研究和應(yīng)用還處于初級階段，因此需要加大研發(fā)力度，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。