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摘要：我国供暖地区在每一个供暖季度都会消耗大量的煤炭，排放大量的温室气体及污染物，不仅造成了巨大的浪费，还带来了严重的环境污染。因此在暖通空调设计中寻求新能源刻不容缓，地源热泵技术的采用为传统的供暖系统带来了革新，本文通过讨论暖通设计与地源热泵的内容特点，分析地源热泵的应用。
关键词：暖通设计；地源热泵的特点；应用
中图分类号：TB494 文献标识码：A
前言
当今人们的生活条件逐步提高，人们也开始追求更舒适的居住环境，其中就包括对室内温度的要求。寒冷的冬天中，在室内获得温暖的舒适感驱使了暖通空调系统的不断进步。为此，我国在建筑设计中设计出一种地源热泵的方法，利地源热泵使用一些有机物质的结合，这种方法不仅能够为房屋提供充足的热量，而且不会对周围的环境造成污染。地源热泵的应用在供暖地区将会得到大力的推广。
1、暖通设计的内容
近几年，随着我国在建筑事业上的大力投资，高层大厦以及室内设计数量都在不断上升当中。然而位居首位的室内设计是我们每个消费人群都在关注的一个话题。房屋，是我们每个人的一个家，一个可以居住的地方，一个可以为我们遮风挡雨的避风港。我们每个人的一生要有一半的时间都会居住在这个地方，所以我们有责任把它建设的更好更完美。
随着现在高新技术的发展，房屋室内设计也由原来的传统设计演变成今天的暖通设计。这种设计为我们的生活带来了很多便捷之处。它主要包括采暖、通风、空气调节这三个功能。在一个室内房屋里，如果温度、舒适度不够，那我们每个人都会感到不舒服。自从暖通空调系统的设计成型，不仅能够控制空气的温度，还能够很大的提高室内的舒适度，让我们每个人都能够更好地在室内居住。所以，在暖通空调设计当中，我们非常注重地源热泵的设计，只有让屋内的温度提升上来，才能真能做到一个房屋室内的完美设计。
2、地源热泵的特点
2.1 地源热泵应用的优势之处
按热泵驱动的形式，可把常见的热泵分为四种：1)机械压缩式热泵；2)吸收式热泵； 3)蒸汽喷射式热泵； 4)热电热泵。地源热泵存在以下优点：首先在这种地源热泵的方法中，机械压缩式热泵、吸收式热泵、蒸汽喷射式热泵，我们需要我们的技术人员拥有一定的技术专业性，需要进行大量的人员定期培训，人员素质培训、人员技术培训。这项工作需要我们的技術人员要有一颗细致缜密的心，针对一些数据要有一定的准确性，不可以大意马虎。但在热电热泵中，通过我们技术人员的不断努力，设计出一种从热电热泵中排出的气体不会对周围环境造成任何污染，不仅能够净化我国的大气环境，噪声污染也极大的降低下来。
2.2 地源热泵应用的劣势之处
地源热泵的缺点主要体现在以下几点：
1)目前在我国，由于人们对森林植被的大量砍伐与破坏，生活污水、工业废水的随意排放，导致很多树木的减少，绿色植被的减少，土壤就会慢慢松动，它的特性也在逐渐的降低。然而在地源热泵当中，土壤的性质是非常重要的，直接影响着地源热泵系统的性能好坏。我们的技术人员通过对土壤的气候条件与土质条件的掌握，能够更有效地把土壤的热性与湿性运用到地源热泵设计当中，能够使屋内的温度达到人们感觉舒适的温度。
2)不同冷、热负荷下，地下换热器与热泵系统最佳匹配技术的研究不够。20 世纪90 年代以来，地热空调技术的研究热点依然集中在地热能换热器的换热机理、强化换热及热泵系统与地热能换热器匹配等方面。与前一阶段单纯采用“线源”传热模型不同，最新的研究更多地开始关注相互耦合的传热、传质模型，以更好地模拟地热能换热器的真实换热情况。
3)热泵技术与其他技术的配合问题：地源热泵技术是暖通空调技术与钻井技术相结合的综合技术，两者缺一不可，这要求工程组织者和工程技术人员能够合理协调、做好充分的技术经济分析。
3、地源热泵的种类及特性
3.1 大地耦合热泵的内容
大地耦合热泵就是以地表浅层的土壤作为热源或热汇，它与传统的空气热泵(ASHP)相比，具有很多优势： (1)相对于地表的空气和水来说，一定深度地下土壤的温度全年波动较小，加上土壤对地表空气温度的波动具有延迟和衰减，因此在大多数情况下，比空气更适合作为热泵装置的热源和热汇，且能保证系统以较高的效率运行。(2)土壤作为热源和热汇，可以全部或部分的取代传统空调系统中的冷却塔和锅炉，以减少对环境的“热污染”和空气污染。(3)与空气热泵相比，大地耦合热泵不存在除霜问题，且回收土壤的热量不需要风机，可以使系统的噪声等级下降。(4)土壤本身是个巨大的蓄热蓄冷体，因此大地耦合热泵可以和太阳能集热装置结合起来，通过土壤的蓄、放热获得更好的供热、制冷效果。当然，大地耦合热泵也有一些缺点。(5)土壤的传热性能欠佳，需要较大的传热面积，导致占地面积较大。(6)在地下埋设管道成本较高，运行中若产生故障也不易检修。(7)土壤受热干燥后，其导热能力显著下降，夏季难以向外排热，成为不可逆运行(夏季不需制冷的地域是可行的)。
3.2 地下水热泵的内容
地下水热泵属于地源热泵中的一个重要分支，也是至今为止应用最广泛的地源热泵技术之一。这种热泵技术供热、制冷的实现是以地下深井水提供热源或者热汇为基础的。因为地下深井水位的位置处于地层中，其深度比较少，甚至一些深井水的水温可以常见不变，因此热泵运行的优势明显。具体而言其优点体现在以下几个方面：第一，水井系统由于布局紧凑，因此占地面积不大，但是其抽取、回灌地下水的效果却不会受到占地面积的影响；第二，对于大地耦合热泵来说，它的地式热交换器的单位容量的成本改善的空间很小，基本就是定数，但是对于大型的地下水热泵系统而言，它的井水系统单位容量的成本却非常低，一对流量较高的井就能够满足整个建筑空调系统的运行需求；第三，和传统的中央空调系统相比，地下水热泵循环系统只要设计合理，几乎不用维护，也就不会产生维护费用，并且如果地下水回灌到蓄水层后，实际地层含水量不会受到影响，因此对于生态、地理环境的影响也不大；第四，现在各大商业系统中很多都采用了地下水热泵系统，经过多年的实践发展，其技术已经比较成熟，钻井施工技术也比较简单。
当然，它也存在一定的不足之处，具体表现在以下几个方面：第一，空调的冷热源来自于含水层所蓄存的水，其温度必然会受到限制；第二，如果钻井施工不好或者地下水质受到不同程度的污染，则在进行回灌井的选址时要将水文地质条件考虑进来；第三，如果热泵装置系统设计不好、水位较深，则泵的消耗费用就会大幅上升。由此可见，如果要在某个地区热泵的冷热源决定采用地下水，则不仅要进行严格的泵水试验，核查该处的地下水量是否足够，还要对地下水的水质做进一步的检测，规划方案的制定越准确、越详细越好。
结束语
通过上面的论述得知，地源热泵是一种环保、高效的供暖方法。并且我国地域宽广，蕴藏着丰富的地表浅层地能资源，因地制宜地采用不同形式的地源热泵技术可以有效地提高低温地热资源，同时克服传统热泵空调技术的局限与不足，是非常有意义和具有实用价值的，在节约能源、防治环境污染和城市现代化方面有着较大的意义。但地源热泵也存在一些缺点，比如如果周围土壤特性不好的话，会直接影响着地源热泵的系统性能；对于地源热泵中的大地耦合热泵和地下水热泵的综合应用我们也要更好地有效利用。通过对暖通空调设计的不断研究与发展，希望我国的建筑事业能够更上一层楼，更大的满足消费者的需求。
参考文献
[1]中国建筑科学研究院 地源热泵系统工程技术规范 GB 50366-2005
[2]地源热泵系统设计与应用. 北京：机械工业出版社 2007
[3]李新国.地源热泵—供暖空调节能环保技术. 节能与环保2001,(2)
关键词：暖通设计；地源热泵的特点；应用
中图分类号：TB494 文献标识码：A
前言
当今人们的生活条件逐步提高，人们也开始追求更舒适的居住环境，其中就包括对室内温度的要求。寒冷的冬天中，在室内获得温暖的舒适感驱使了暖通空调系统的不断进步。为此，我国在建筑设计中设计出一种地源热泵的方法，利地源热泵使用一些有机物质的结合，这种方法不仅能够为房屋提供充足的热量，而且不会对周围的环境造成污染。地源热泵的应用在供暖地区将会得到大力的推广。
1、暖通设计的内容
近几年，随着我国在建筑事业上的大力投资，高层大厦以及室内设计数量都在不断上升当中。然而位居首位的室内设计是我们每个消费人群都在关注的一个话题。房屋，是我们每个人的一个家，一个可以居住的地方，一个可以为我们遮风挡雨的避风港。我们每个人的一生要有一半的时间都会居住在这个地方，所以我们有责任把它建设的更好更完美。
随着现在高新技术的发展，房屋室内设计也由原来的传统设计演变成今天的暖通设计。这种设计为我们的生活带来了很多便捷之处。它主要包括采暖、通风、空气调节这三个功能。在一个室内房屋里，如果温度、舒适度不够，那我们每个人都会感到不舒服。自从暖通空调系统的设计成型，不仅能够控制空气的温度，还能够很大的提高室内的舒适度，让我们每个人都能够更好地在室内居住。所以，在暖通空调设计当中，我们非常注重地源热泵的设计，只有让屋内的温度提升上来，才能真能做到一个房屋室内的完美设计。
2、地源热泵的特点
2.1 地源热泵应用的优势之处
按热泵驱动的形式，可把常见的热泵分为四种：1)机械压缩式热泵；2)吸收式热泵； 3)蒸汽喷射式热泵； 4)热电热泵。地源热泵存在以下优点：首先在这种地源热泵的方法中，机械压缩式热泵、吸收式热泵、蒸汽喷射式热泵，我们需要我们的技术人员拥有一定的技术专业性，需要进行大量的人员定期培训，人员素质培训、人员技术培训。这项工作需要我们的技術人员要有一颗细致缜密的心，针对一些数据要有一定的准确性，不可以大意马虎。但在热电热泵中，通过我们技术人员的不断努力，设计出一种从热电热泵中排出的气体不会对周围环境造成任何污染，不仅能够净化我国的大气环境，噪声污染也极大的降低下来。
2.2 地源热泵应用的劣势之处
地源热泵的缺点主要体现在以下几点：
1)目前在我国，由于人们对森林植被的大量砍伐与破坏，生活污水、工业废水的随意排放，导致很多树木的减少，绿色植被的减少，土壤就会慢慢松动，它的特性也在逐渐的降低。然而在地源热泵当中，土壤的性质是非常重要的，直接影响着地源热泵系统的性能好坏。我们的技术人员通过对土壤的气候条件与土质条件的掌握，能够更有效地把土壤的热性与湿性运用到地源热泵设计当中，能够使屋内的温度达到人们感觉舒适的温度。
2)不同冷、热负荷下，地下换热器与热泵系统最佳匹配技术的研究不够。20 世纪90 年代以来，地热空调技术的研究热点依然集中在地热能换热器的换热机理、强化换热及热泵系统与地热能换热器匹配等方面。与前一阶段单纯采用“线源”传热模型不同，最新的研究更多地开始关注相互耦合的传热、传质模型，以更好地模拟地热能换热器的真实换热情况。
3)热泵技术与其他技术的配合问题：地源热泵技术是暖通空调技术与钻井技术相结合的综合技术，两者缺一不可，这要求工程组织者和工程技术人员能够合理协调、做好充分的技术经济分析。
3、地源热泵的种类及特性
3.1 大地耦合热泵的内容
大地耦合热泵就是以地表浅层的土壤作为热源或热汇，它与传统的空气热泵(ASHP)相比，具有很多优势： (1)相对于地表的空气和水来说，一定深度地下土壤的温度全年波动较小，加上土壤对地表空气温度的波动具有延迟和衰减，因此在大多数情况下，比空气更适合作为热泵装置的热源和热汇，且能保证系统以较高的效率运行。(2)土壤作为热源和热汇，可以全部或部分的取代传统空调系统中的冷却塔和锅炉，以减少对环境的“热污染”和空气污染。(3)与空气热泵相比，大地耦合热泵不存在除霜问题，且回收土壤的热量不需要风机，可以使系统的噪声等级下降。(4)土壤本身是个巨大的蓄热蓄冷体，因此大地耦合热泵可以和太阳能集热装置结合起来，通过土壤的蓄、放热获得更好的供热、制冷效果。当然，大地耦合热泵也有一些缺点。(5)土壤的传热性能欠佳，需要较大的传热面积，导致占地面积较大。(6)在地下埋设管道成本较高，运行中若产生故障也不易检修。(7)土壤受热干燥后，其导热能力显著下降，夏季难以向外排热，成为不可逆运行(夏季不需制冷的地域是可行的)。
3.2 地下水热泵的内容
地下水热泵属于地源热泵中的一个重要分支，也是至今为止应用最广泛的地源热泵技术之一。这种热泵技术供热、制冷的实现是以地下深井水提供热源或者热汇为基础的。因为地下深井水位的位置处于地层中，其深度比较少，甚至一些深井水的水温可以常见不变，因此热泵运行的优势明显。具体而言其优点体现在以下几个方面：第一，水井系统由于布局紧凑，因此占地面积不大，但是其抽取、回灌地下水的效果却不会受到占地面积的影响；第二，对于大地耦合热泵来说，它的地式热交换器的单位容量的成本改善的空间很小，基本就是定数，但是对于大型的地下水热泵系统而言，它的井水系统单位容量的成本却非常低，一对流量较高的井就能够满足整个建筑空调系统的运行需求；第三，和传统的中央空调系统相比，地下水热泵循环系统只要设计合理，几乎不用维护，也就不会产生维护费用，并且如果地下水回灌到蓄水层后，实际地层含水量不会受到影响，因此对于生态、地理环境的影响也不大；第四，现在各大商业系统中很多都采用了地下水热泵系统，经过多年的实践发展，其技术已经比较成熟，钻井施工技术也比较简单。
当然，它也存在一定的不足之处，具体表现在以下几个方面：第一，空调的冷热源来自于含水层所蓄存的水，其温度必然会受到限制；第二，如果钻井施工不好或者地下水质受到不同程度的污染，则在进行回灌井的选址时要将水文地质条件考虑进来；第三，如果热泵装置系统设计不好、水位较深，则泵的消耗费用就会大幅上升。由此可见，如果要在某个地区热泵的冷热源决定采用地下水，则不仅要进行严格的泵水试验，核查该处的地下水量是否足够，还要对地下水的水质做进一步的检测，规划方案的制定越准确、越详细越好。
结束语
通过上面的论述得知，地源热泵是一种环保、高效的供暖方法。并且我国地域宽广，蕴藏着丰富的地表浅层地能资源，因地制宜地采用不同形式的地源热泵技术可以有效地提高低温地热资源，同时克服传统热泵空调技术的局限与不足，是非常有意义和具有实用价值的，在节约能源、防治环境污染和城市现代化方面有着较大的意义。但地源热泵也存在一些缺点，比如如果周围土壤特性不好的话，会直接影响着地源热泵的系统性能；对于地源热泵中的大地耦合热泵和地下水热泵的综合应用我们也要更好地有效利用。通过对暖通空调设计的不断研究与发展，希望我国的建筑事业能够更上一层楼，更大的满足消费者的需求。
参考文献
[1]中国建筑科学研究院 地源热泵系统工程技术规范 GB 50366-2005
[2]地源热泵系统设计与应用. 北京：机械工业出版社 2007
[3]李新国.地源热泵—供暖空调节能环保技术. 节能与环保2001,(2)