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摘要:地源热泵技术是一种以地热为热泵装置热能,它具有节能高效、环保清洁的优势,因此被广泛应用于建筑暖通工程中。地源热泵技术既能实现经济效益、又能实现社会效益和生态环保效益,基于此,下文将对地源热泵技术在暖通空调节能中的有效应用展开了一系列的分析,希望能够进一步强化我國暖通空调的节能事业的发展。
关键词:地源热泵技术;暖通空调;节能;应用
1 地源热泵技术概述
地源指所有的地下资源,暖通空调系统中的地源特指地壳下400m范围内的低温热资源,热量主要来自太阳能的辐射以及少量的地壳自热,属于清洁的可再生能源。地源热泵技术始于上世纪中叶的美国,我国从上世纪80年代末引入地源热泵技术,日渐成熟并得到广泛应用。地源热泵的工作原理是通过消耗少量的能源将浅层低位热能转化为高位热能,以达到供暖、供热水或者制冷的目的。但地源热泵在实际使用中,土壤热平衡问题会影响地源热泵正常运行,严重时还可能导致系统瘫痪。如我国南方地区整个年度地源热泵向土壤中排放的热量要远大于冬季从土壤中提取的热量,而北方地区却与之相反,导致土壤平均温度发生变化,地源热泵的热交换效率持续下降。因此,保持土壤热平衡成为地源热泵技术应用的关键。混合式地埋管地源热泵技术的应用,能够有效解决土壤热平衡问题,其通过地源热泵与加热或散热系统的组合应用,消除了地源热泵对土壤温度的影响,同时通过增加辅助设备负荷以减小预埋管长度,进而减少了地埋管地源热泵的建设成本。
2 地源热泵技术的主要特点
2.1 可再生
首先,地源能是地热资源,是存储在土壤、地下水、河流中的低温位热能。由于地球表层是效率较高且范围极大的太阳能集热器,所以有很大部分的太阳能被地表吸收,这些资源是人类取之不尽用之不竭的,而且因为太阳能应用不用受到地域和资源的限制,所以地热能也属于可再生的资源。
2.2 经济高效
在地埋管地源热泵技术并不需要进燃烧,因此对能源的消耗较为低,同时相比传统的空调系统在工作效率上提升了40%多,从而节省了能源和运作成本,同时此技术的机组有很好的稳定性与可靠性,因此整体系统具备高效性和经济性。
2.3 稳定性较好
地源热泵系统在暖通空调中的应用,使系统运行更加稳定。尤其在北方,冬季温度极低的情况下必须使用暖通空调,若对暖通空调采用的保护措施不当就会造成设备损坏和其他危险事故。但地源热泵系统放置在地下,受环境气温影响极小,因此也不会影响建筑物。
3 地源热泵技术在暖通空调节能中的具体应用
3.1 系统勘察、确定地源热泵中央空调系统
在设计阶段,应关注地源热泵中央空调系统的合理选择,但是前提条件是先要有充足完整的建筑物功能、周边环境与水文地质等信息,因此在决定选择何种地源热泵系统前必须对工程施工现场进行系统详细的勘察了解,准确掌握现场各种信息。要仔细审阅各种和建筑物设计有关的文件资料,了解工程施工规范、内容和法律法规等,以保证后期施工有序开展。其次,要掌握建筑场地的面积、地形地貌、方位结构和周围建筑物构筑物等,尽量避免因其他因素的干扰而影响空调系统施工和使用效果。
3.2 通过外部方法提升系统的换热能力
为达到满足室内冷热负荷需要,需要预留足够空间,在冬季可以设置一个外部热源(一般为燃气锅炉),以提升暖通空调系统的能力;在夏季可以安装冷却塔,来增加暖通空调系统应对极端天气的能力;同时对这种情况,可以考虑系统总体的经济性以及技术性条件来保障地源热泵系统的合理性。
3.3 完善空调系统节能方案方面的应用
在了解当前形势变化的基础上,为了完善暖通空调系统的节能方案,为相应的节能计划实施提供科学指导,则需要重视地源热泵技术的运用,具体表现为:(1)为了提高暖通空调方案的经济性,提高能源利用率,建筑中除了有特殊要求的消防、电梯机房等房间之外,其余房间均采用集中空调方案。同时,通过对地源热泵技术应用优势的考虑,在完善暖通空调节能方案的过程中,也可通过对地埋管换热器的有效使用,优化空调系统运行中的换热性能,确保暖通空调应用中的节能状况良好性;(2)基于暖通空调节能方案的制定与实施,可通过对地源热泵技术与热回收机组的配合使用,有效应对暖通空调运行中的热污染问题,并实现对废热的高效利用,提升节能方案在暖通空调系统运行中的潜在应用价值。
3.4 合理选择热泵机组
热泵机组必须是热源热泵专用机组,选型时要注明使用的条件。地源热泵机组夏季制冷工况时,蒸发器冷凝水进水温度为7~12℃,冷凝器冷却水进出水温在25~30℃;冬季制冷工况时,蒸发器进出循环水的平均温度是3~8℃。因此在选择标准型水源热泵机组代替地源热泵机组时必须要有一个修正的系数。关于换热器换热量的确定,在相同地质条件下,热泵机组允许的最低和最高进液温度是热交换器地埋管长度确定的主要因素,降低机组最高温度允许值或升高机组最低温度允许值都应增加地埋管的长度。
4 结束语
综上所述,随着我国社会经济的飞速发展,能源短缺问题也会逐渐成为了当前社会急需解决的问题。而作为一个全新的空调系统,地源热泵技术具有节能环保、高效长久的优点,因此渐渐在暖通空调领域中得到了广泛的应用。同时技术性与时效性上都有很大的提升,是目前主要使用的环保技术。基于此,需要有关人员深入分析,提高创新力度,给人们的使用提供更加优质的服务。
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.地源热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.
关键词:地源热泵技术;暖通空调;节能;应用
1 地源热泵技术概述
地源指所有的地下资源,暖通空调系统中的地源特指地壳下400m范围内的低温热资源,热量主要来自太阳能的辐射以及少量的地壳自热,属于清洁的可再生能源。地源热泵技术始于上世纪中叶的美国,我国从上世纪80年代末引入地源热泵技术,日渐成熟并得到广泛应用。地源热泵的工作原理是通过消耗少量的能源将浅层低位热能转化为高位热能,以达到供暖、供热水或者制冷的目的。但地源热泵在实际使用中,土壤热平衡问题会影响地源热泵正常运行,严重时还可能导致系统瘫痪。如我国南方地区整个年度地源热泵向土壤中排放的热量要远大于冬季从土壤中提取的热量,而北方地区却与之相反,导致土壤平均温度发生变化,地源热泵的热交换效率持续下降。因此,保持土壤热平衡成为地源热泵技术应用的关键。混合式地埋管地源热泵技术的应用,能够有效解决土壤热平衡问题,其通过地源热泵与加热或散热系统的组合应用,消除了地源热泵对土壤温度的影响,同时通过增加辅助设备负荷以减小预埋管长度,进而减少了地埋管地源热泵的建设成本。
2 地源热泵技术的主要特点
2.1 可再生
首先,地源能是地热资源,是存储在土壤、地下水、河流中的低温位热能。由于地球表层是效率较高且范围极大的太阳能集热器,所以有很大部分的太阳能被地表吸收,这些资源是人类取之不尽用之不竭的,而且因为太阳能应用不用受到地域和资源的限制,所以地热能也属于可再生的资源。
2.2 经济高效
在地埋管地源热泵技术并不需要进燃烧,因此对能源的消耗较为低,同时相比传统的空调系统在工作效率上提升了40%多,从而节省了能源和运作成本,同时此技术的机组有很好的稳定性与可靠性,因此整体系统具备高效性和经济性。
2.3 稳定性较好
地源热泵系统在暖通空调中的应用,使系统运行更加稳定。尤其在北方,冬季温度极低的情况下必须使用暖通空调,若对暖通空调采用的保护措施不当就会造成设备损坏和其他危险事故。但地源热泵系统放置在地下,受环境气温影响极小,因此也不会影响建筑物。
3 地源热泵技术在暖通空调节能中的具体应用
3.1 系统勘察、确定地源热泵中央空调系统
在设计阶段,应关注地源热泵中央空调系统的合理选择,但是前提条件是先要有充足完整的建筑物功能、周边环境与水文地质等信息,因此在决定选择何种地源热泵系统前必须对工程施工现场进行系统详细的勘察了解,准确掌握现场各种信息。要仔细审阅各种和建筑物设计有关的文件资料,了解工程施工规范、内容和法律法规等,以保证后期施工有序开展。其次,要掌握建筑场地的面积、地形地貌、方位结构和周围建筑物构筑物等,尽量避免因其他因素的干扰而影响空调系统施工和使用效果。
3.2 通过外部方法提升系统的换热能力
为达到满足室内冷热负荷需要,需要预留足够空间,在冬季可以设置一个外部热源(一般为燃气锅炉),以提升暖通空调系统的能力;在夏季可以安装冷却塔,来增加暖通空调系统应对极端天气的能力;同时对这种情况,可以考虑系统总体的经济性以及技术性条件来保障地源热泵系统的合理性。
3.3 完善空调系统节能方案方面的应用
在了解当前形势变化的基础上,为了完善暖通空调系统的节能方案,为相应的节能计划实施提供科学指导,则需要重视地源热泵技术的运用,具体表现为:(1)为了提高暖通空调方案的经济性,提高能源利用率,建筑中除了有特殊要求的消防、电梯机房等房间之外,其余房间均采用集中空调方案。同时,通过对地源热泵技术应用优势的考虑,在完善暖通空调节能方案的过程中,也可通过对地埋管换热器的有效使用,优化空调系统运行中的换热性能,确保暖通空调应用中的节能状况良好性;(2)基于暖通空调节能方案的制定与实施,可通过对地源热泵技术与热回收机组的配合使用,有效应对暖通空调运行中的热污染问题,并实现对废热的高效利用,提升节能方案在暖通空调系统运行中的潜在应用价值。
3.4 合理选择热泵机组
热泵机组必须是热源热泵专用机组,选型时要注明使用的条件。地源热泵机组夏季制冷工况时,蒸发器冷凝水进水温度为7~12℃,冷凝器冷却水进出水温在25~30℃;冬季制冷工况时,蒸发器进出循环水的平均温度是3~8℃。因此在选择标准型水源热泵机组代替地源热泵机组时必须要有一个修正的系数。关于换热器换热量的确定,在相同地质条件下,热泵机组允许的最低和最高进液温度是热交换器地埋管长度确定的主要因素,降低机组最高温度允许值或升高机组最低温度允许值都应增加地埋管的长度。
4 结束语
综上所述,随着我国社会经济的飞速发展,能源短缺问题也会逐渐成为了当前社会急需解决的问题。而作为一个全新的空调系统,地源热泵技术具有节能环保、高效长久的优点,因此渐渐在暖通空调领域中得到了广泛的应用。同时技术性与时效性上都有很大的提升,是目前主要使用的环保技术。基于此,需要有关人员深入分析,提高创新力度,给人们的使用提供更加优质的服务。
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.地源热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.