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河南福兴建设工程有限公司
【摘 要】地源热泵技术是现代建筑暖通施工中的常用技术，由于出现时间相对较短，暂时仍属新兴技术行列。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，不仅能安全、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。为了探究地源热泵技术的应用特点，文中探讨了暖通工程中的地源热泵技术的应用，以供参考。
【关键词】暖通工程；地源热泵；技术
前言
地源热泵是利用地球表面浅层地热资源作为冷热源，进行能量转换的采暖/制冷空调系统。它不受地域、资源等限制，量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的能源，使得地能成为清洁的，可再生能源的一种形式。地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热源和冷源。
一、地源热泵的分类
根据地热源的种类和方式不同，地源热泵可分为以下三类：
1、土壤源热泵
土壤源热源（也叫大地耦合式热泵）以大地作为热源，热泵的换热器埋于地下，与大地进行冷热交换。土壤源热泵系统主机通常采用水—水或热泵机组或水—气热泵机组。根据地下热交换器的布置形式，主要分为垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管三类。
2、地下水热泵系统
地下水热泵系统，是一种以水体为低位热源，利用地下水式水源热泵机组为空调系统制备与提供冷/热水，再通过空调末端设备实现房间空气调节的系统形式。地下水热泵系统的优势是造价要比土壤源热泵系统低，另外水井很紧凑，不占什么场地，技术也相对比较成熟，水井承包商也容易找。但存在其劣势就在于：有些地方法规禁止抽取或回灌地下水；可供的地下水有限；如水质不好或打井不合格要注意水处理；如泵选择过大、控制不良或水井与建筑偏远，泵耗能就会过大。
3、地表水热泵系统
地表水热泵系统主要有开路和闭路系统。地表水热泵系统具有相对造价低廉、泵耗能低、维修率低以及运行费用少等优点。在寒冷地区，开路系统并不适用，只能采用闭路系统。但是，在公共用的河水中，管道或水中的其他设备容易受到损害。另外，如果湖泊过小或过浅，湖泊的温度会随着室外气候发生较大的变化，这就会产生效率降低，制冷或供热能力降低的后果。
二、地源热泵的优势分析
1、高效节能
与锅炉（电、燃料）供热系统相比，土--气/水型地源热泵系统的转换效率最高可达4.7。而锅炉供热只能将90%以上的电能或70～90%的燃料内能转换为热量供用户使用，因此它要比电锅炉加热节省2/3以上的电能，比燃料锅炉节省1/2以上的能量，运行费用为各种采暖设备的30-70%。由于土壤的温度全年稳定在10℃—20℃之间，其制冷、制热系数可达3.5—4.7，与传统的空气源热泵（家用窗式和分体式空调、中央式风冷热泵）相比，要高出40%以上，其运行费用仅为普通中央空调的50—60%。夏季高温差的散热和冬季低温差的取热，使得土--气型地源热泵系统换热效率很高。因此在产生同样热量或冷量时，只需小功率的压缩机就可实现，从而达到节能的目的，其耗电量仅为普通中央空调与锅炉系统的40%—60%。
2、节省建筑空间控制设备简单
土--气/水型地源热泵系统采用将地源热泵机组分散安装于各处所（居室、会所、办公室等）的方式，中央控制仅需选择水路控制，除去了一般中央空调集中控制所有参量的复杂环节，从而降低控制成本。在各分散安裝单元（居室、会所、办公室）可根据用户要求设不同的体积很小的终端控制器，实现从最简单（起停、供暖、制冷三档）到复杂的可编程智能控制方式。
3、系统可靠性强
每台机组可独立供冷或供热，个别机组故障不影响整个系统的运行。机组的运行工况稳定，几乎不受环境温度变化的影响，即使在寒冷的冬季制热量也不会衰减，更无结霜除霜之虑。
三、在暖通工程中地源热泵技术的应用
1、钻孔
第一，在正式钻孔之前，应对施工现场仔细进行勘测，同时还应做好与其他相关专业的衔接交叉等，基于施工钻孔图纸所标注的孔数、面积以及行距等，对施工现场的实际情况进行检查，确保其施工的面积符合打孔的需求，待核实没有错误以后，根据施工图纸来明确定位，并进行放线。第二，在钻孔过程中，要确保钻机的钻杆始终保持垂直的状态，避免其出现偏差损坏已埋管道。其水平度所产生的偏差不可大于1%，而垂直偏差则不可大于0.5%。第三，在两孔间应该开挖相应的泥浆池，将其用于钻井机器设备在施工过程中水循环的一个载体，避免在施工过程中水流于其他位置，从而确保其施工场地的整洁。第四，在钻孔阶段，所产生的土壤应该集中进行堆放，用相应的覆盖材料将其覆盖住。第五，为了防止在钻孔中出现塌方问题，在实施钻孔时，应灌入相应的泥浆，利用泥浆来护壁，以此有效避免塌孔现象发生。第六，在钻孔时，还应注意建筑物电缆布置情况，结合建筑电缆实际分布情况来进行钻孔，以免因钻孔损坏其电缆，同时也应注意电缆对于钻孔所造成的影响以及干扰。第七，待钻孔工作结束后，还应及时进行验收工作，安排专人来对这一环节的施工质量和效果进行核实，确保其钻孔符合地埋管要求。
2、管道的组装与下管
（1）地埋所需的这种U形管通常在施工现场进行预组装，在预组装之前，应将所需管材放于平坦且干净的地面上，尽量不要使管材局部受到任何的压力，以免导致其出现变形，影响其预组装效果和质量。要注意的是管材堆放高度一般情况下不可大于2m，可采取成箱的方式来进行堆放和储存。其中HDPF管道被运送到施工场地后，应该将其覆盖，不可将其长时间暴露太阳下，以免对其质量造成影响。
（2）组装时，应将热熔管头清理干净，在切割管材的时候，若管道的直径小于50mm，应用旋转切刀来实施切割，若管道的直径超过50mm，则应用锯弓来实施切割。待管道组装结束后，应进行试压，待其合格以后才可正式埋管。当结束井回填后还应再次对管道实施试压，待其试压满足要求后，再连接水平管道，这一工序完成后，同样也要实施试压，待试压符合要求再回填土，如此循环一直到所有总管连接结束后，最后再来试压。连接管道时，可采取热熔连接法，而在和金属管道连接时，可采取法兰连接法。要注意的是在连接管道时，必须要对各设备进行仔细地核对，以免设备的不一致对其施工产生干扰和影响。
（3）当所有工作准备好后，应及时进行下管。在下管之前，除了要冲洗干净U形管道外，同时还应试压。在下管过程中，若停留的时间过长，就会使钻孔内出现严重的积压问题，而这也在一定程度上加大了下管的难度。为了确保下管质量与水平，最常用的方式为预制砼导头下井法，这种导头的直径比钻孔直径小，但比HDPE管道直径大，利用导头自身的重量以及管道自身重量来下井。要注意的是在下井时不可在地面拖拉管道，以免管道发生弯曲，不利于下管工作的实施。
（4）在间隔大约2m―4m处，应该用固定的支卡把各U形管道隔开，以免产生热桥效应，影响管道。同时还应规划好管道间距离，避免管道贴在一起。此外，待下管工作结束后，应立即密封管道两端，加强保护以免影响其施工质量。
结束语
总之，由于我国地域旷阔，地表浅层能源较多，选择不同地源热泵技术，可提升地热资源利用率，克服传统空调技术缺陷，具有十分重要的实用价值。同时，在城市现代化建设，环境污染防治等方面，也具有重要意义。虽然地源热泵具有一定缺陷，但只要我们合理运用地源热泵，不断研发暖通空调设计，必定推进建筑事业发展，更好满足业主的心理、物质需求。
参考文献：
[1]张俊巧，尚百师，陆曼.地源热泵系统运行管理节能潜力分析[J].中国住宅设施.2011（02）
[2]刘磊.地源热泵空调系统地下结构处理措施[J].邮电设计技术.2011（02）
【摘 要】地源热泵技术是现代建筑暖通施工中的常用技术，由于出现时间相对较短，暂时仍属新兴技术行列。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，不仅能安全、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。为了探究地源热泵技术的应用特点，文中探讨了暖通工程中的地源热泵技术的应用，以供参考。
【关键词】暖通工程；地源热泵；技术
前言
地源热泵是利用地球表面浅层地热资源作为冷热源，进行能量转换的采暖/制冷空调系统。它不受地域、资源等限制，量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的能源，使得地能成为清洁的，可再生能源的一种形式。地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热源和冷源。
一、地源热泵的分类
根据地热源的种类和方式不同，地源热泵可分为以下三类：
1、土壤源热泵
土壤源热源（也叫大地耦合式热泵）以大地作为热源，热泵的换热器埋于地下，与大地进行冷热交换。土壤源热泵系统主机通常采用水—水或热泵机组或水—气热泵机组。根据地下热交换器的布置形式，主要分为垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管三类。
2、地下水热泵系统
地下水热泵系统，是一种以水体为低位热源，利用地下水式水源热泵机组为空调系统制备与提供冷/热水，再通过空调末端设备实现房间空气调节的系统形式。地下水热泵系统的优势是造价要比土壤源热泵系统低，另外水井很紧凑，不占什么场地，技术也相对比较成熟，水井承包商也容易找。但存在其劣势就在于：有些地方法规禁止抽取或回灌地下水；可供的地下水有限；如水质不好或打井不合格要注意水处理；如泵选择过大、控制不良或水井与建筑偏远，泵耗能就会过大。
3、地表水热泵系统
地表水热泵系统主要有开路和闭路系统。地表水热泵系统具有相对造价低廉、泵耗能低、维修率低以及运行费用少等优点。在寒冷地区，开路系统并不适用，只能采用闭路系统。但是，在公共用的河水中，管道或水中的其他设备容易受到损害。另外，如果湖泊过小或过浅，湖泊的温度会随着室外气候发生较大的变化，这就会产生效率降低，制冷或供热能力降低的后果。
二、地源热泵的优势分析
1、高效节能
与锅炉（电、燃料）供热系统相比，土--气/水型地源热泵系统的转换效率最高可达4.7。而锅炉供热只能将90%以上的电能或70～90%的燃料内能转换为热量供用户使用，因此它要比电锅炉加热节省2/3以上的电能，比燃料锅炉节省1/2以上的能量，运行费用为各种采暖设备的30-70%。由于土壤的温度全年稳定在10℃—20℃之间，其制冷、制热系数可达3.5—4.7，与传统的空气源热泵（家用窗式和分体式空调、中央式风冷热泵）相比，要高出40%以上，其运行费用仅为普通中央空调的50—60%。夏季高温差的散热和冬季低温差的取热，使得土--气型地源热泵系统换热效率很高。因此在产生同样热量或冷量时，只需小功率的压缩机就可实现，从而达到节能的目的，其耗电量仅为普通中央空调与锅炉系统的40%—60%。
2、节省建筑空间控制设备简单
土--气/水型地源热泵系统采用将地源热泵机组分散安装于各处所（居室、会所、办公室等）的方式，中央控制仅需选择水路控制，除去了一般中央空调集中控制所有参量的复杂环节，从而降低控制成本。在各分散安裝单元（居室、会所、办公室）可根据用户要求设不同的体积很小的终端控制器，实现从最简单（起停、供暖、制冷三档）到复杂的可编程智能控制方式。
3、系统可靠性强
每台机组可独立供冷或供热，个别机组故障不影响整个系统的运行。机组的运行工况稳定，几乎不受环境温度变化的影响，即使在寒冷的冬季制热量也不会衰减，更无结霜除霜之虑。
三、在暖通工程中地源热泵技术的应用
1、钻孔
第一，在正式钻孔之前，应对施工现场仔细进行勘测，同时还应做好与其他相关专业的衔接交叉等，基于施工钻孔图纸所标注的孔数、面积以及行距等，对施工现场的实际情况进行检查，确保其施工的面积符合打孔的需求，待核实没有错误以后，根据施工图纸来明确定位，并进行放线。第二，在钻孔过程中，要确保钻机的钻杆始终保持垂直的状态，避免其出现偏差损坏已埋管道。其水平度所产生的偏差不可大于1%，而垂直偏差则不可大于0.5%。第三，在两孔间应该开挖相应的泥浆池，将其用于钻井机器设备在施工过程中水循环的一个载体，避免在施工过程中水流于其他位置，从而确保其施工场地的整洁。第四，在钻孔阶段，所产生的土壤应该集中进行堆放，用相应的覆盖材料将其覆盖住。第五，为了防止在钻孔中出现塌方问题，在实施钻孔时，应灌入相应的泥浆，利用泥浆来护壁，以此有效避免塌孔现象发生。第六，在钻孔时，还应注意建筑物电缆布置情况，结合建筑电缆实际分布情况来进行钻孔，以免因钻孔损坏其电缆，同时也应注意电缆对于钻孔所造成的影响以及干扰。第七，待钻孔工作结束后，还应及时进行验收工作，安排专人来对这一环节的施工质量和效果进行核实，确保其钻孔符合地埋管要求。
2、管道的组装与下管
（1）地埋所需的这种U形管通常在施工现场进行预组装，在预组装之前，应将所需管材放于平坦且干净的地面上，尽量不要使管材局部受到任何的压力，以免导致其出现变形，影响其预组装效果和质量。要注意的是管材堆放高度一般情况下不可大于2m，可采取成箱的方式来进行堆放和储存。其中HDPF管道被运送到施工场地后，应该将其覆盖，不可将其长时间暴露太阳下，以免对其质量造成影响。
（2）组装时，应将热熔管头清理干净，在切割管材的时候，若管道的直径小于50mm，应用旋转切刀来实施切割，若管道的直径超过50mm，则应用锯弓来实施切割。待管道组装结束后，应进行试压，待其合格以后才可正式埋管。当结束井回填后还应再次对管道实施试压，待其试压满足要求后，再连接水平管道，这一工序完成后，同样也要实施试压，待试压符合要求再回填土，如此循环一直到所有总管连接结束后，最后再来试压。连接管道时，可采取热熔连接法，而在和金属管道连接时，可采取法兰连接法。要注意的是在连接管道时，必须要对各设备进行仔细地核对，以免设备的不一致对其施工产生干扰和影响。
（3）当所有工作准备好后，应及时进行下管。在下管之前，除了要冲洗干净U形管道外，同时还应试压。在下管过程中，若停留的时间过长，就会使钻孔内出现严重的积压问题，而这也在一定程度上加大了下管的难度。为了确保下管质量与水平，最常用的方式为预制砼导头下井法，这种导头的直径比钻孔直径小，但比HDPE管道直径大，利用导头自身的重量以及管道自身重量来下井。要注意的是在下井时不可在地面拖拉管道，以免管道发生弯曲，不利于下管工作的实施。
（4）在间隔大约2m―4m处，应该用固定的支卡把各U形管道隔开，以免产生热桥效应，影响管道。同时还应规划好管道间距离，避免管道贴在一起。此外，待下管工作结束后，应立即密封管道两端，加强保护以免影响其施工质量。
结束语
总之，由于我国地域旷阔，地表浅层能源较多，选择不同地源热泵技术，可提升地热资源利用率，克服传统空调技术缺陷，具有十分重要的实用价值。同时，在城市现代化建设，环境污染防治等方面，也具有重要意义。虽然地源热泵具有一定缺陷，但只要我们合理运用地源热泵，不断研发暖通空调设计，必定推进建筑事业发展，更好满足业主的心理、物质需求。
参考文献：
[1]张俊巧，尚百师，陆曼.地源热泵系统运行管理节能潜力分析[J].中国住宅设施.2011（02）
[2]刘磊.地源热泵空调系统地下结构处理措施[J].邮电设计技术.2011（02）