摘要：鑒于當(dāng)前社會(huì)地源熱泵空調(diào)的流行熱潮，本文結(jié)合地源熱泵在實(shí)際生活中的應(yīng)用，對(duì)地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究。而所謂的地源熱泵空調(diào)事實(shí)上就是一種新型的節(jié)能空調(diào)，其具有良好的節(jié)能環(huán)保效果。地源熱泵空調(diào)是通過(guò)利用利用地表淺層的地?zé)豳Y源作為空調(diào)的冷熱源，然后利用熱泵的工作原理，進(jìn)而只需要少量的電能就能夠?qū)崿F(xiàn)空調(diào)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。而隨著全球性的能源資源危機(jī)，使得地源熱泵空調(diào)有了廣闊的發(fā)展空間，因此對(duì)底蘊(yùn)熱拌的特點(diǎn)與應(yīng)用進(jìn)行研究意義重大。本文通過(guò)對(duì)地源熱泵系統(tǒng)的深入研究，然后對(duì)地源熱泵的性能和工作原理等進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，以供同行探討。
關(guān)鍵詞：地源熱泵 空調(diào)系統(tǒng) 特點(diǎn) 應(yīng)用
引言
隨著空調(diào)在現(xiàn)代人們生活中的推廣應(yīng)用，極大的提高了人們的生活質(zhì)量。然而，在空調(diào)的使用過(guò)程中卻伴隨了大量的能源消耗和環(huán)保節(jié)能問(wèn)題。隨著全球性的能源危機(jī)，能源問(wèn)題已經(jīng)成為了一個(gè)世界性的話題。因此在現(xiàn)代的各個(gè)領(lǐng)域中，都先后倡導(dǎo)了節(jié)能生產(chǎn)，而在空調(diào)領(lǐng)域也不例外。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們一直致力于節(jié)能環(huán)保空調(diào)的研究，并且取得了顯著的成果。地源熱泵空調(diào)是一種新型的節(jié)能空調(diào)，其具有良好的節(jié)能環(huán)保效果。從專(zhuān)業(yè)的角度上講，地源熱泵是一個(gè)涵蓋范圍極廣的術(shù)語(yǔ)，其不僅包括了使用土壤作為冷、熱源的系統(tǒng)，還包括了使用地下水或者地表水做冷、熱源的系統(tǒng)。地源熱泵通過(guò)對(duì)土壤溫度較為穩(wěn)定這一特點(diǎn)的利用，僅僅用少量的電能就能夠驅(qū)使壓縮機(jī)運(yùn)作，并且通過(guò)埋藏在地下的閉環(huán)管線系統(tǒng)對(duì)熱量進(jìn)行交換，從而實(shí)現(xiàn)冬天供熱、夏天供冷，進(jìn)而滿足人類(lèi)對(duì)制冷制熱的需求。地源熱泵系統(tǒng)具有傳統(tǒng)空調(diào)所不具備的高效、節(jié)能以及環(huán)保等眾多優(yōu)點(diǎn)，并且隨著時(shí)代的發(fā)展，在能源危機(jī)已經(jīng)殃及全球的時(shí)代背景下，地源熱泵空調(diào)更是備受廣大用戶的青睞。而鑒于當(dāng)前社會(huì)地源熱泵空調(diào)的流行熱潮，對(duì)底蘊(yùn)熱拌的特點(diǎn)與應(yīng)用進(jìn)行研究不僅意義重大，而且迫在眉睫。本文從地源熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn)出發(fā)，對(duì)地源熱泵的特點(diǎn)與應(yīng)用進(jìn)行探討，并且對(duì)地源熱泵的性能和工作原理等進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，希望能夠起到拋磚引玉的效果，使同行相互探討，進(jìn)而達(dá)到共同提高的目的，并且為我國(guó)地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用起到一定的參考作用。
一、地源熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn)
1. 節(jié)能、高效性
地源熱泵系統(tǒng)在提供100單位能量的時(shí)候， 70%的能量來(lái)源于土壤，30%的能量來(lái)自電力，電能的消耗主要用于壓縮機(jī)的做功和使空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行，即將土壤中的熱量"搬運(yùn)"至室內(nèi)。它要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省二分之一以上的能量；由于土壤的溫度全年較為穩(wěn)定，一般為10℃-20℃之間，其制冷、制熱系數(shù)可達(dá)3.5-4.7，與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，能效要高出40%以上。
2. 環(huán)保無(wú)污染
地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當(dāng)于減少40%以上，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70%以上，如果結(jié)合其它節(jié)能措施節(jié)能減排會(huì)更明顯。雖然也采用制冷劑，但比常規(guī)空調(diào)裝置減少25%的充灌量；屬自含式系統(tǒng)，即該裝置能在工廠車(chē)間內(nèi)事先整裝密封好，因此，制冷劑泄漏機(jī)率大為減少。該裝置的運(yùn)行沒(méi)有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)。
3. 屬可再生能源利用技術(shù)
地源熱泵是利用了地球表面淺層地?zé)豳Y源（通常小于400米深）作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。地表淺層是一個(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器，收集了47%的太陽(yáng)能量，比人類(lèi)每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制，真正是量大面廣、無(wú)處不在。這種儲(chǔ)存于地表淺層近乎無(wú)限的可再生能源，使得地能也成為清潔的可再生能源一種形式。
4. 低運(yùn)行費(fèi)用
土-氣型地源熱泵系統(tǒng)的高效節(jié)能特點(diǎn)，決定了它的低運(yùn)行費(fèi)用，比其他各種采暖和制冷設(shè)備節(jié)能30%-70%。使用壽命25年以上，折舊費(fèi)和維修費(fèi)也都大大低于傳統(tǒng)空調(diào)。
二、熱泵工作原理
1. 制冷原理
在制冷狀態(tài)下，地源熱泵機(jī)組內(nèi)的壓縮機(jī)對(duì)冷媒做功，使其進(jìn)行汽-液轉(zhuǎn)化的循環(huán)。通過(guò)冷媒/空氣熱交換器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)將室內(nèi)空氣循環(huán)所攜帶的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)的同時(shí)再通過(guò)冷媒/水熱交換器內(nèi)冷媒的冷凝，由水路循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收，最終由水路循環(huán)轉(zhuǎn)移至地下水或土壤里。在室內(nèi)熱量不斷轉(zhuǎn)移至地下的過(guò)程中，通過(guò)冷媒-空氣熱交換器，以13℃以下的冷風(fēng)的形式向室內(nèi)供冷。
2. 制熱原理
在制熱狀態(tài)下，地源熱泵機(jī)組內(nèi)的壓縮機(jī)對(duì)冷媒做功，并通過(guò)四通閥將冷媒流動(dòng)方向換向。由地下的水路循環(huán)吸收地下水或土壤里的熱量，通過(guò)冷媒/水熱交換器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)，將水路循環(huán)中的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)的同時(shí)再通過(guò)冷媒/空氣熱交換器內(nèi)冷媒的冷凝，由空氣循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉(zhuǎn)移至室內(nèi)的過(guò)程中，以35℃以上熱風(fēng)的形式向室內(nèi)供暖。
三、地源熱泵系統(tǒng)工作原理
地源熱泵是一種以土壤/地下水作為低溫?zé)嵩吹臒岜每照{(diào)技術(shù)，其原理是依靠少量的電力驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)完成制冷循環(huán)，利用土壤溫度相對(duì)穩(wěn)定（不受外界氣候變化的影響）的特點(diǎn)，通過(guò)深埋土壤的閉環(huán)管線系統(tǒng)進(jìn)行熱交換，夏天向地下釋放熱量，冬天從地下吸收熱量，從而實(shí)現(xiàn)制冷或供熱的要求，由于系統(tǒng)采取了特殊的換熱方式，使之具有傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)無(wú)法比擬的高效節(jié)能優(yōu)點(diǎn)�；镜牡�?zé)豳Y源主要有以下四種：
1. 建筑物周?chē)谐渥愕目梢岳玫膱?chǎng)地時(shí)，可以考慮用水平環(huán)路。 把管線布置在溝中，可根據(jù)場(chǎng)地長(zhǎng)度在30到120米之間。
2. 建筑物周?chē)鷪?chǎng)地面積受限制時(shí)，垂直的回路是理想的選擇。 可利用鉆井設(shè)備鉆成深度為22到90米的深孔，然后將管線垂直布置。
3. 建筑物附近有一定深度的池塘、湖泊或海洋時(shí)，施工費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用會(huì)十分經(jīng)濟(jì)。 管線簡(jiǎn)單地布置在池塘或者湖的底部。
4. 敞開(kāi)的回路系統(tǒng)是用地下水作為一種直接能源。 在理想狀況下，應(yīng)用敞開(kāi)的回路是最經(jīng)濟(jì)的地?zé)嵯到y(tǒng)。
四、地源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用
20世紀(jì)50年代歐洲和美國(guó)開(kāi)始了研究地源熱泵的第一次高潮，直到20世紀(jì)70年代，世界石油危機(jī)使得人們關(guān)注節(jié)能、高效用能，地源熱泵的推廣應(yīng)用迅速展開(kāi)。在我國(guó)，地源熱泵的研究起始于20世紀(jì)80年代，最近5年該項(xiàng)技術(shù)成了國(guó)內(nèi)建筑節(jié)能及暖通空調(diào)界熱門(mén)的研究課題，并開(kāi)始大量應(yīng)用于工程實(shí)踐。
五、結(jié)束語(yǔ)
當(dāng)前，由于全球性的能源危機(jī)，節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為了社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域生產(chǎn)發(fā)展的第一要素，因此，因此在現(xiàn)代的各個(gè)領(lǐng)域中，都先后倡導(dǎo)了節(jié)能生產(chǎn)，而在空調(diào)領(lǐng)域也不例外。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們一直致力于節(jié)能環(huán)�？照{(diào)的研究，并且取得了顯著的成果。地源熱泵空調(diào)是一種新型的節(jié)能空調(diào)，其具有良好的節(jié)能環(huán)保效果。隨著地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用，為人類(lèi)社會(huì)節(jié)約了大量的能源資源，進(jìn)而為人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。通過(guò)本文對(duì)地源熱泵的特點(diǎn)與應(yīng)用的詳細(xì)闡述，相信讀者對(duì)其也有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類(lèi)節(jié)能環(huán)保意識(shí)的提高，地源熱泵的應(yīng)用必定會(huì)更加廣泛、成熟。
