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摘要:现代生活在逐渐靠近舒适的同时,也使得了我们对空调机的依赖性越来越强。空调机的大量使用导致的资源的浪费与当前全世界倡导的节能减排的生活生产方式产生极大矛盾。地源热泵因其自身具备的安全环保等特点,可以很好平衡两者之间关系,传统的空调系统设计势必将逐渐被暖通空调设计所取代,地源热泵在暖通空调设计中的应用应受到相关设计者的高度重视。
关键词:地源热泵;特点;应用
1 地源热泵的相关概述
1.1 地源热泵的定义
地源热泵是一种节能装置,它能够把热量从温度高的地方,运送到温度低的地方,以此实现热能的转移,为人们营造一个舒适的室内温度。在空调系统中,地源热泵能够完成夏季制冷、冬季制热的工作。在冬天,热泵就可以将地能中的热量抽取出来,然后将热量转送到室内,以此提高室内的温度;在夏季,热泵可以将室内的热量抽取出来,释放到外界,因此,地源热泵具有较高的实用性。
1.2 地源热泵的工作原理
地源热泵的工作原理与传统的制冷原理具有很大的相似性。地源热泵供暖空调系统主要分为三部分,即室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统,这三个系统之间利用水或者空气进行热量的传递和转换工作。
2 地源热泵特点
2.1 清洁性
地源熱泵的运行主要通过电力资源,其系统在运行状态中,热量来自土壤,无燃烧与放热等过程,因此极大的减少了对大环境造成的污染。另外,在科学技术的支持下,系统无需配置冷却塔或外挂机等设备,对周边环境不造成影响。
2.2 高效节能
在应用地源热泵较早的欧洲国家,研究人员曾进行过调查,在热交换能力相近的情况下,地源热泵的COP值达到了4以上,换言之,用户每获取4kWh的热能或者冷能,只需消耗1kWh能量。地源热泵系统使用的时候更加节能环保,该系统的能源主要来自大地,用热交换的方式保持室内的内部温度平衡。同时,科研人员利用太阳能电池板加强了对太阳能的收集能力,将其与传统模式下的地源收集存储系统实现联合应用,一度将地源热泵的COP值提高到5.2的水平,节能效果非常显著。
2.3 可靠性
地源系统的运行,基本上依赖计算机设备的控制与管理,有效规避了人工管理所造成的事物,保证了系统运行的稳定性。管理者可通过计算机终端进行系统的远程操作,能够实现良好的系统调节与控制。另外,系统与土壤的密切联系,使其在任何极端天气下,也能够保证温度供应的稳定性效果,与传统空调系统相比,其稳定性能更优。
3 暖通空调设计中地源热泵的注意事项
为保证暖通空调设计中地源热泵最大化发挥自身价值,以下几方面注意事项必须得到关注:
(1)因地制宜。客观环境会直接影响暖通空调设计中地源热泵的优势发挥,因此因地制宜原则必须贯穿地源热泵的应用流程,由此针对性的增加制热装置和冷却装置,便能够保证暖通空调较好满足人们需要,地源热泵的价值也能够实现更好发挥。
(2)合理选择机组。基于地源热泵的暖通空调设计需要挑选适合的机组,地源热泵对机组提出的较高性能系数和能效比要求需要得到重点关注,否则建筑物的夏季制冷、冬季供暖将直接受到影响,暖通空调系统的正常使用也可能出现一系列问题。
(3)合理管控。基于地源热泵的暖通空调系统需要得到合理的管控,这里的管控涉及井群控制系统、水池控制系统、热泵机组自动控制系统,由此开展分组管理并保证各控制系统的控制能力,即可更好为人们提供服务。
4 地源热泵技术在暖通空调设计中的运用
4.1 大地耦合热泵技术应用
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汇或者是热源,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,有助于进行热汇以及热源,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以土壤作为热汇以及热源,则不需要进行锅炉以及冷却塔设置,可以在一定程度是该系统对于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,需要有效的选择地下土壤转换器系统类型能够,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。
4.2 室外管网系统设计中的地源热泵技术应用
暖通空调设计中的地下水地源热泵系统如果能够按照标准形式设计,那么可以充分发挥其作用。第一、抽水井、回灌井。抽水井、回灌井的布置需要按照实际场地情况而定,不仅要维持地源热泵空调系统的稳定运行,还要防止水井能源过度耗损。按照工程施工的具体标准,对收集到数据实施分析。第二、蓄水池及回灌水池。由于每个机房选择的内机型号不同,在设计时应该采取针对性的处理方式,保证水量能均匀布置。为了能让这一问题得到处理,我们应该在两期井水系统机组、井等相应的位置中,建立蓄水池来满足用水需要。施工时要先把井下水转移到蓄水池里,然后根据设计的装置把井水转移到各个机房以供使用,这样可以达到机组运行的要求。
4.3 室内末端系统设计中的地源热泵技术应用
室内空调末端设备一般选择卧式暗装风机盘管加以控制,这样才能保持室内空气的清新。通常风机盘管按照房间功能及装修需要进行设计,多数情况选择与房间内适合的风口形式,这种结构在商业建筑中也很适合;考虑到避免动态的热气会在运转中出现异常情况,则处理时需保证风机盘管多数为高静压型。
5 结语
随着现代社会人们对工作和生活环境的要求越来越高,暖通空调以其调节室内温度、加强空气流通的出色能力获得广泛应用,能够营造良好的、适宜人类工作、生活的室内人工环境,但由于空调耗电量大,而且部分地区仍在使用含有氟利昂的传统空调,对环境有一定影响,技术人员将地源热泵技术和空调技术结合起来,实现了以较小的消耗完成相关工作。
参考文献:
[1]钟旭.地源热泵技术在暖通空调节能中的应用[J].住宅与房地产.2018(30).
(作者单位:青岛兴程人力资源有限公司)
关键词:地源热泵;特点;应用
1 地源热泵的相关概述
1.1 地源热泵的定义
地源热泵是一种节能装置,它能够把热量从温度高的地方,运送到温度低的地方,以此实现热能的转移,为人们营造一个舒适的室内温度。在空调系统中,地源热泵能够完成夏季制冷、冬季制热的工作。在冬天,热泵就可以将地能中的热量抽取出来,然后将热量转送到室内,以此提高室内的温度;在夏季,热泵可以将室内的热量抽取出来,释放到外界,因此,地源热泵具有较高的实用性。
1.2 地源热泵的工作原理
地源热泵的工作原理与传统的制冷原理具有很大的相似性。地源热泵供暖空调系统主要分为三部分,即室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统,这三个系统之间利用水或者空气进行热量的传递和转换工作。
2 地源热泵特点
2.1 清洁性
地源熱泵的运行主要通过电力资源,其系统在运行状态中,热量来自土壤,无燃烧与放热等过程,因此极大的减少了对大环境造成的污染。另外,在科学技术的支持下,系统无需配置冷却塔或外挂机等设备,对周边环境不造成影响。
2.2 高效节能
在应用地源热泵较早的欧洲国家,研究人员曾进行过调查,在热交换能力相近的情况下,地源热泵的COP值达到了4以上,换言之,用户每获取4kWh的热能或者冷能,只需消耗1kWh能量。地源热泵系统使用的时候更加节能环保,该系统的能源主要来自大地,用热交换的方式保持室内的内部温度平衡。同时,科研人员利用太阳能电池板加强了对太阳能的收集能力,将其与传统模式下的地源收集存储系统实现联合应用,一度将地源热泵的COP值提高到5.2的水平,节能效果非常显著。
2.3 可靠性
地源系统的运行,基本上依赖计算机设备的控制与管理,有效规避了人工管理所造成的事物,保证了系统运行的稳定性。管理者可通过计算机终端进行系统的远程操作,能够实现良好的系统调节与控制。另外,系统与土壤的密切联系,使其在任何极端天气下,也能够保证温度供应的稳定性效果,与传统空调系统相比,其稳定性能更优。
3 暖通空调设计中地源热泵的注意事项
为保证暖通空调设计中地源热泵最大化发挥自身价值,以下几方面注意事项必须得到关注:
(1)因地制宜。客观环境会直接影响暖通空调设计中地源热泵的优势发挥,因此因地制宜原则必须贯穿地源热泵的应用流程,由此针对性的增加制热装置和冷却装置,便能够保证暖通空调较好满足人们需要,地源热泵的价值也能够实现更好发挥。
(2)合理选择机组。基于地源热泵的暖通空调设计需要挑选适合的机组,地源热泵对机组提出的较高性能系数和能效比要求需要得到重点关注,否则建筑物的夏季制冷、冬季供暖将直接受到影响,暖通空调系统的正常使用也可能出现一系列问题。
(3)合理管控。基于地源热泵的暖通空调系统需要得到合理的管控,这里的管控涉及井群控制系统、水池控制系统、热泵机组自动控制系统,由此开展分组管理并保证各控制系统的控制能力,即可更好为人们提供服务。
4 地源热泵技术在暖通空调设计中的运用
4.1 大地耦合热泵技术应用
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汇或者是热源,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,有助于进行热汇以及热源,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以土壤作为热汇以及热源,则不需要进行锅炉以及冷却塔设置,可以在一定程度是该系统对于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,需要有效的选择地下土壤转换器系统类型能够,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。
4.2 室外管网系统设计中的地源热泵技术应用
暖通空调设计中的地下水地源热泵系统如果能够按照标准形式设计,那么可以充分发挥其作用。第一、抽水井、回灌井。抽水井、回灌井的布置需要按照实际场地情况而定,不仅要维持地源热泵空调系统的稳定运行,还要防止水井能源过度耗损。按照工程施工的具体标准,对收集到数据实施分析。第二、蓄水池及回灌水池。由于每个机房选择的内机型号不同,在设计时应该采取针对性的处理方式,保证水量能均匀布置。为了能让这一问题得到处理,我们应该在两期井水系统机组、井等相应的位置中,建立蓄水池来满足用水需要。施工时要先把井下水转移到蓄水池里,然后根据设计的装置把井水转移到各个机房以供使用,这样可以达到机组运行的要求。
4.3 室内末端系统设计中的地源热泵技术应用
室内空调末端设备一般选择卧式暗装风机盘管加以控制,这样才能保持室内空气的清新。通常风机盘管按照房间功能及装修需要进行设计,多数情况选择与房间内适合的风口形式,这种结构在商业建筑中也很适合;考虑到避免动态的热气会在运转中出现异常情况,则处理时需保证风机盘管多数为高静压型。
5 结语
随着现代社会人们对工作和生活环境的要求越来越高,暖通空调以其调节室内温度、加强空气流通的出色能力获得广泛应用,能够营造良好的、适宜人类工作、生活的室内人工环境,但由于空调耗电量大,而且部分地区仍在使用含有氟利昂的传统空调,对环境有一定影响,技术人员将地源热泵技术和空调技术结合起来,实现了以较小的消耗完成相关工作。
参考文献:
[1]钟旭.地源热泵技术在暖通空调节能中的应用[J].住宅与房地产.2018(30).
(作者单位:青岛兴程人力资源有限公司)