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摘 要:环保理念除了人们常规认知的环境保护外,还包括节能减排。在社会科技、社会文明日益提升过程中,人们逐渐将地源热泵技术运用于暖通空调中,将天然热能充分运用起来。本文首先介绍了地热泵原理,分多个环节探究了地源热泵技术应用于暖通空调中的节能方法,最终希望能为该技术的运用、推广贡献一份力量。
关键词:地源热泵技术;暖通空调;节能;应用
生活中对能源的消耗越来越大,在此过程中人们不得不面对能源骤减的事实,也不得不思考能源保护问题。因此,很多节能新技术应运而生。地源热泵属于极具代表性的节能技术,将其运用于暖通空调中,表现出明显的低能源消耗特点,同时满足了人们生活中的采暖、制冷需求。
一、地源热泵的原理
在对节能技术不断探索的过程中,人们逐渐发现地表浅层属于天然的太阳能热能收集器,可以收集的太阳能量高达47%,可以满足人类500多年的能量供应。该能量的获取过程不受时间和区域的限制,而且存储于地球表层的能源具有无限可再生性,使该能源成为清洁能源。地源热泵技术可以对地表热能充分运用,同时属于可持续发展技术。它的核心装置为热泵机组,运行原理为逆卡诺循环[1]。同时地源热泵系统可以满足供热的同时还能实现制冷,通过利用浅层地下水作为散热体,以实现制冷过程。实现制热主要是通过消耗微乎其微的电能,从地表的低温热源中获取热量,最终实现供暖的目的。
二、地源热泵技术的节能应用在暖通空调中的实现过程
(一)结合施工环境选择地源热泵
将地源热泵技术运用于中央空调系统前,应注重对建筑物、周边环境等因素的科学勘察与确定,然后结合切实情况,再选择地源热泵。除此之外,还应准确掌控建筑场地的实际面积,地貌特征以及周边相邻的建筑物群等,充分考虑到外界环境因素对地源热泵的选择与后续空调系统施工的影响。
(二)地源热泵中土壤换热器的节能设计
对地下岩土进行热物性参数检验,获得的数据成为地源热泵实施土壤换热器设计的关键依据,也是确保设计可靠性的关键,有效避免了负荷供应不足、规模设计过大而导致能源浪费问题的出现。在检测地下岩土热物性参数过程中,除实施钻孔取样分析外,还应借鉴相关的资料,进行导热系数范围的确定,使设计更具科学性。使用井口测试设备,将独立单孔换热器与恒温、恒流循环热源系统相连接后,准确记录水流量、进出时的水温、具体运行时间等数据,收集有效参数,使最终设计满足节能性[2]。
(三)热泵机组的科学选配
当外界因素达到地源热泵技术运行条件后,对暖通空调节能应用的关键还包括热泵机组的选择。在选择过程中,应注意视同等条件下,确保该机组为热源热泵专用机组。地源热泵机组在炎热夏季实施制冷作业过程中,通常蒸发器冷凝水的进水温度都会在7-12℃之间,而冷凝器冷却水的进出水温通常会在25-30℃之间。在进入寒冷冬季后,实施的制冷作业过程通常蒸发器的进出循环水温度会取平均值,通常控制在3-8℃之间。所以,在进行标准型水源热泵机组更新为地源热泵机组过程中,应注意系数的修正。除此之外,换热器换热量的确定同样至关重要,基于同等地质条件下,地下埋管长度主要由热泵机组的进液温度高低数值决定。换言之,当热泵机组的进液温度值发生改变后,地埋管的长度也会随之发生改变。
(四)地源热泵技术在暖通空调中的节能设计
当暖通空调系统中的地下换热器受到空间局限后,需要通过其他方式提升暖通空调系统的运行能力。在进入炎热夏季后,可以利用冷却塔配合兼容性极高的地热泵系统——兼顾经济性、兼顾技术性展开地源热泵设计。当地下换热器的实际效能可以满足严寒冬季的供暖问题,但无法满足夏季的制冷需求时,可考虑在运行系统中安装冷却塔。如果整体系统运行中对于冷热负荷差值非常大,可以尝试在地下埋管、安装冷却塔的方式进行应对,可以满足系统冷热运行需要的同时,最终降低整体设计造价[3]。
(五)高层建筑中暖通空调节能设计
将地源热泵技术运用于高层建筑中,应注重暖通空调系统的科学设计。综合考虑高层建筑中空调系统的类型、地源侧的埋管方向等。当设计为垂直埋管后,要将埋管耐压问题考虑其中,并对垂直深度进行科学控制。结合建筑物的实际高度,排除影响系统静压的因素,避免系统静压超出系统管线所能承受的压力范围。对于超高建筑,通常会采取板式换热器实施对高压区与低压区的分区控制。如不考虑分区,可以通过地源热泵机组,以实现对高层建筑区域的供热与制冷。
(六)地源热泵与空调机组在施工中的节能匹配
当前很多空调机组受到空调系统的局限,仅可以运用于水环热泵结构的空调系统中。加之市场环境下的热泵与空调机组的类型多样。所以,建筑施工方在选择热泵与空调机组前应对建筑项目中的实际需求、节能设备详细了解,进行综合分析,最后确定经济性最强的热泵与空调机组的组合形式,确保空调机组与地源热泵系统相匹配的同时,以达到节能目的[4]。
三、结语
基于节能环保视角下,地源热泵技术经历了长时间的发展与不断革新。当前该技术基本进入成熟阶段。但是由于多种原因制约,地源热泵技术在暖通空调中的节能应用始终推广缓慢。在人们生活水平日益提升的当下,基于采暖与纳凉视角,需要大力推广地源热泵技术,使更多的人可以认识到并认可该技术在暖通空调中的节能应用特点,将节约能源的理念贯穿于人们日常生活中,最终提升现有生活质量的同时,达到节能目的。
参考文献:
[1]董清明,朱启波,董谷雨.地源热泵技术在暖通空调节能中的应用[J].智能城市,2020,6(10):129-130.
[2]崔振彬.地源熱泵技术在暖通空调节能中的应用[J].居舍,2019(35):52.
[3]马立平.地源热泵技术在暖通空调节能中的运用分析[J].智能城市,2019,5(06):116-117.
[4]李海东.浅析地源热泵技术在暖通空调节能中的应用[J].科技经济导刊,2019,27(05):75.
关键词:地源热泵技术;暖通空调;节能;应用
生活中对能源的消耗越来越大,在此过程中人们不得不面对能源骤减的事实,也不得不思考能源保护问题。因此,很多节能新技术应运而生。地源热泵属于极具代表性的节能技术,将其运用于暖通空调中,表现出明显的低能源消耗特点,同时满足了人们生活中的采暖、制冷需求。
一、地源热泵的原理
在对节能技术不断探索的过程中,人们逐渐发现地表浅层属于天然的太阳能热能收集器,可以收集的太阳能量高达47%,可以满足人类500多年的能量供应。该能量的获取过程不受时间和区域的限制,而且存储于地球表层的能源具有无限可再生性,使该能源成为清洁能源。地源热泵技术可以对地表热能充分运用,同时属于可持续发展技术。它的核心装置为热泵机组,运行原理为逆卡诺循环[1]。同时地源热泵系统可以满足供热的同时还能实现制冷,通过利用浅层地下水作为散热体,以实现制冷过程。实现制热主要是通过消耗微乎其微的电能,从地表的低温热源中获取热量,最终实现供暖的目的。
二、地源热泵技术的节能应用在暖通空调中的实现过程
(一)结合施工环境选择地源热泵
将地源热泵技术运用于中央空调系统前,应注重对建筑物、周边环境等因素的科学勘察与确定,然后结合切实情况,再选择地源热泵。除此之外,还应准确掌控建筑场地的实际面积,地貌特征以及周边相邻的建筑物群等,充分考虑到外界环境因素对地源热泵的选择与后续空调系统施工的影响。
(二)地源热泵中土壤换热器的节能设计
对地下岩土进行热物性参数检验,获得的数据成为地源热泵实施土壤换热器设计的关键依据,也是确保设计可靠性的关键,有效避免了负荷供应不足、规模设计过大而导致能源浪费问题的出现。在检测地下岩土热物性参数过程中,除实施钻孔取样分析外,还应借鉴相关的资料,进行导热系数范围的确定,使设计更具科学性。使用井口测试设备,将独立单孔换热器与恒温、恒流循环热源系统相连接后,准确记录水流量、进出时的水温、具体运行时间等数据,收集有效参数,使最终设计满足节能性[2]。
(三)热泵机组的科学选配
当外界因素达到地源热泵技术运行条件后,对暖通空调节能应用的关键还包括热泵机组的选择。在选择过程中,应注意视同等条件下,确保该机组为热源热泵专用机组。地源热泵机组在炎热夏季实施制冷作业过程中,通常蒸发器冷凝水的进水温度都会在7-12℃之间,而冷凝器冷却水的进出水温通常会在25-30℃之间。在进入寒冷冬季后,实施的制冷作业过程通常蒸发器的进出循环水温度会取平均值,通常控制在3-8℃之间。所以,在进行标准型水源热泵机组更新为地源热泵机组过程中,应注意系数的修正。除此之外,换热器换热量的确定同样至关重要,基于同等地质条件下,地下埋管长度主要由热泵机组的进液温度高低数值决定。换言之,当热泵机组的进液温度值发生改变后,地埋管的长度也会随之发生改变。
(四)地源热泵技术在暖通空调中的节能设计
当暖通空调系统中的地下换热器受到空间局限后,需要通过其他方式提升暖通空调系统的运行能力。在进入炎热夏季后,可以利用冷却塔配合兼容性极高的地热泵系统——兼顾经济性、兼顾技术性展开地源热泵设计。当地下换热器的实际效能可以满足严寒冬季的供暖问题,但无法满足夏季的制冷需求时,可考虑在运行系统中安装冷却塔。如果整体系统运行中对于冷热负荷差值非常大,可以尝试在地下埋管、安装冷却塔的方式进行应对,可以满足系统冷热运行需要的同时,最终降低整体设计造价[3]。
(五)高层建筑中暖通空调节能设计
将地源热泵技术运用于高层建筑中,应注重暖通空调系统的科学设计。综合考虑高层建筑中空调系统的类型、地源侧的埋管方向等。当设计为垂直埋管后,要将埋管耐压问题考虑其中,并对垂直深度进行科学控制。结合建筑物的实际高度,排除影响系统静压的因素,避免系统静压超出系统管线所能承受的压力范围。对于超高建筑,通常会采取板式换热器实施对高压区与低压区的分区控制。如不考虑分区,可以通过地源热泵机组,以实现对高层建筑区域的供热与制冷。
(六)地源热泵与空调机组在施工中的节能匹配
当前很多空调机组受到空调系统的局限,仅可以运用于水环热泵结构的空调系统中。加之市场环境下的热泵与空调机组的类型多样。所以,建筑施工方在选择热泵与空调机组前应对建筑项目中的实际需求、节能设备详细了解,进行综合分析,最后确定经济性最强的热泵与空调机组的组合形式,确保空调机组与地源热泵系统相匹配的同时,以达到节能目的[4]。
三、结语
基于节能环保视角下,地源热泵技术经历了长时间的发展与不断革新。当前该技术基本进入成熟阶段。但是由于多种原因制约,地源热泵技术在暖通空调中的节能应用始终推广缓慢。在人们生活水平日益提升的当下,基于采暖与纳凉视角,需要大力推广地源热泵技术,使更多的人可以认识到并认可该技术在暖通空调中的节能应用特点,将节约能源的理念贯穿于人们日常生活中,最终提升现有生活质量的同时,达到节能目的。
参考文献:
[1]董清明,朱启波,董谷雨.地源热泵技术在暖通空调节能中的应用[J].智能城市,2020,6(10):129-130.
[2]崔振彬.地源熱泵技术在暖通空调节能中的应用[J].居舍,2019(35):52.
[3]马立平.地源热泵技术在暖通空调节能中的运用分析[J].智能城市,2019,5(06):116-117.
[4]李海东.浅析地源热泵技术在暖通空调节能中的应用[J].科技经济导刊,2019,27(05):75.