摘要：在建筑的熱能消耗中，空調(diào)消耗占有的比例是非常大的，通常情況下能達(dá)到整個(gè)建筑能耗的百分之三十至四十，有效的對(duì)空調(diào)的能耗進(jìn)行控制，可以提高整個(gè)建筑的節(jié)能性和環(huán)保型，有利于建筑能源的可持續(xù)發(fā)展。本文將對(duì)近年來發(fā)展較迅猛的地源熱泵運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)其節(jié)能特性進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞：地泵熱源；節(jié)能性；綠色環(huán)保；工作原理；原則
中圖分類號(hào)：TU201.5文章標(biāo)識(shí)碼：A
隨著我國(guó)建筑事業(yè)的發(fā)展和能源消耗量的增加，越來越多的建筑企業(yè)認(rèn)識(shí)到節(jié)約能源對(duì)環(huán)境保護(hù)的重要性，也進(jìn)一步引入了節(jié)約能源的系統(tǒng)，減少了建筑本身的能源消耗。其中，地泵熱源系統(tǒng)是一種提高建筑中空調(diào)節(jié)能潛力的有效方法，在近幾年得到廣泛的應(yīng)用。下面，我們就共同對(duì)地源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能特性進(jìn)行分析。
一、地源熱泵簡(jiǎn)析
地源熱泵則是利用水源熱泵的一種形式，它是利用水與地能（地下水、土壤或地表水）進(jìn)行冷熱交換來作為水源熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量“取”出來，供給室內(nèi)采暖，此時(shí)地能為“熱源”；夏季把室內(nèi)熱量取出來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時(shí)地能為“冷源”。與傳統(tǒng)空調(diào)和供熱系統(tǒng)相比，它具有可再生利用、運(yùn)行費(fèi)用低、占地面積小、節(jié)約水資源、有利環(huán)保等特點(diǎn)。
地源熱泵工作原理分析
1、制冷原理
地源熱泵系統(tǒng)在制冷狀態(tài)下，通過冷媒/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)再通過冷媒/水熱交換器內(nèi)冷媒的冷凝，由循環(huán)水路將冷媒中所攜帶的熱量吸收，最終通過室外地能換熱系統(tǒng)轉(zhuǎn)移至地下水或土壤里。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)主要分三部分：室外地能換熱系統(tǒng)、水源熱泵機(jī)組和室內(nèi)空調(diào)末端系統(tǒng)。其中水源熱泵機(jī)主要有兩種形式：水—水式或水—空氣式。三個(gè)系統(tǒng)之間靠水或空氣換熱介質(zhì)進(jìn)行熱量的傳遞，水源熱泵與地能之間換熱介質(zhì)為水，與建筑物采暖空調(diào)末端換熱介質(zhì)可以是水或空氣。
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，使其升溫升壓后流經(jīng)電子膨脹閥后進(jìn)行了汽—液轉(zhuǎn)化的循環(huán)。通過冷媒/空氣熱交換器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)將室內(nèi)空氣循環(huán)所需攜帶的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)的同時(shí)，再通過冷媒/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)移至土壤里。在室內(nèi)熱量不斷轉(zhuǎn)移至地下的過程中，通過冷媒—空氣熱交換器，以13-7℃的冷風(fēng)的形式為房間供冷。
2、制熱原理
在冬季氣溫較低的時(shí)候，地源熱泵從地下的土壤或者水源中吸取熱量，通過壓縮機(jī)和熱交換器把大地的熱量集中，并以較高的溫度釋放到室內(nèi)。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,并通過水路切換將水流動(dòng)方向切換。由地下的水路循環(huán)吸收地下水或土壤的熱量，通過冷媒/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)，再通過冷媒/水熱交換器內(nèi)冷媒的冷凝，由空氣循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下熱量不斷轉(zhuǎn)移至室內(nèi)的過程中，以35-50℃的熱水的形式向室內(nèi)供暖。
二、地源熱泵系統(tǒng)節(jié)能特性分析
�。ㄒ唬┑卦礋岜孟到y(tǒng)的特點(diǎn)
1、運(yùn)行節(jié)能
地源熱泵循環(huán)冷暖系統(tǒng)常年與溫度較為穩(wěn)定的土壤進(jìn)行熱量交換，因此使用效率較高，與其他系統(tǒng)相比，具有明顯的降低能耗的作用。
2、綠色環(huán)保
由于地源熱泵系統(tǒng)是封閉式的環(huán)路，只與外界有能量交換，不會(huì)造成環(huán)境的污染，夏季使用時(shí)不會(huì)形成城市熱島效應(yīng)，并且其運(yùn)行過程中使用到的能量為環(huán)保的清潔型能源（電能和地?zé)崮艿龋哂芯G色環(huán)保的特點(diǎn)。
3、運(yùn)行安全
地源熱泵系統(tǒng)的主要能量來源不受外界的干擾，并且不具備易燃、易爆的特性，在儲(chǔ)存的過程中不會(huì)出現(xiàn)安全隱患，保障了使用的安全性和可靠性。并且，地源熱泵機(jī)組技術(shù)成熟，安裝方便、簡(jiǎn)單，使用壽命較長(zhǎng)，熱泵主機(jī)壽命超過15年，使系統(tǒng)運(yùn)行更加安全、可靠。
4、一機(jī)多用
地源熱泵系統(tǒng)既可以滿足使用者在夏季制冷的需求，也能滿足使用者冬季取暖的需求，同時(shí)還能為用戶提供生活熱水，具有一機(jī)多用的特點(diǎn)，能最大限度滿足使用者的各種需求。
（二）地源熱泵系統(tǒng)所具備的獨(dú)特節(jié)能特性分析
與其他常規(guī)空調(diào)技術(shù)特點(diǎn)相對(duì)比，地源熱泵系統(tǒng)具有明顯的節(jié)能特性，下面將對(duì)其進(jìn)行一一的分析。
1、使用綠色資源
地源熱泵系統(tǒng)采用的資源都是利用淺土層的土壤和地下水，不受地域和資源的限制，數(shù)量巨大，覆蓋面積廣，在使用的過程中不存在消耗地球資源的問題。并且，地表淺層地?zé)豳Y源的溫度在全年都是比較穩(wěn)定的，在北方冬季地表溫度高于環(huán)境溫度，夏季地表溫度低于環(huán)境溫度，是非常理想的熱源和冷源，通過對(duì)這種資源的使用能夠極大的提高空調(diào)的運(yùn)行效率。并且，地?zé)釡囟染哂蟹�(wěn)定的特性，使地源熱泵系統(tǒng)在使用的過程中更加的穩(wěn)定和可靠。同時(shí)，地源熱泵系統(tǒng)采用的能源是電能和熱能，與燃?xì)�、石油相比具有更好的清潔性，在運(yùn)行過程中沒有污染，是真正的綠色環(huán)保能源。
2、環(huán)保效益突出
地源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)通過從地?zé)豳Y源中提取熱量來達(dá)到對(duì)室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)，在使用過程中可以有效的防止燃料的灰塵、渣滓、二氧化硫及氮氧化物等化學(xué)污染物的排放，在安裝過程中也沒有任何污染物，符合國(guó)家對(duì)于節(jié)能減排的規(guī)定，并且解決了低溫低熱水或者熱尾水排放對(duì)環(huán)境造成的污染，有效的提高了系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)保效益。并且，地源熱泵運(yùn)行的自動(dòng)化程度較高，便于操作，并且不具備壓力容器，使運(yùn)行的安全性大大提高。
3、經(jīng)濟(jì)效益明顯
地源熱泵機(jī)組具有一機(jī)多用的特點(diǎn)，雖然短期投資相比鍋爐系統(tǒng)來說較為昂貴，但是其所起到的功能涵蓋了夏季制冷和冬季取暖，提高了系統(tǒng)的使用效率，也實(shí)現(xiàn)了能源的節(jié)約和環(huán)境的保護(hù)，既節(jié)約了運(yùn)行的費(fèi)用，也降低了對(duì)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的投資，同時(shí)，地源熱泵系統(tǒng)的占用面積較小，極大的方便了人們對(duì)使用面積的需求，直接的產(chǎn)生了經(jīng)濟(jì)效益。
與傳統(tǒng)的鍋爐供暖相比，地源熱泵系統(tǒng)產(chǎn)生的間接經(jīng)濟(jì)效益也是非常突出的。鍋爐供暖及其配套設(shè)施所使用到的土地資源、燃料運(yùn)輸、煙氣排放、灰塵處理的設(shè)備，不僅占用很多的空間，資金投入也較高，并且燃?xì)鈨r(jià)格也呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)，提高了鍋爐供熱系統(tǒng)的投資和運(yùn)行成本。這種現(xiàn)象在地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行中完全不存在，并且由于地源熱泵系統(tǒng)使用壽命較長(zhǎng)，因此在后期的維修和保養(yǎng)中產(chǎn)生的費(fèi)用也較少，進(jìn)一步的提升了經(jīng)濟(jì)效益。
結(jié)語(yǔ)
本文通過對(duì)地源熱泵系統(tǒng)工作原理的分析，闡述了其高效的節(jié)能特性，并分析了與其他供暖方式相比地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)越性。由此可見，地源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和投放將對(duì)我國(guó)建筑節(jié)能的發(fā)展有著重要的作用，是對(duì)可持續(xù)發(fā)展理念的踐行和體現(xiàn)。因此，在建筑供暖系統(tǒng)中應(yīng)廣泛的使用地源熱泵系統(tǒng)，因地制宜的選擇適合各地建筑節(jié)能技術(shù)水平和發(fā)展規(guī)劃的地源熱泵系統(tǒng)，通過其綠色、環(huán)保、節(jié)能減排的特點(diǎn)來最大限度的優(yōu)化我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展可持續(xù)性能源，為建筑節(jié)能提供更多的保障，推動(dòng)我國(guó)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)空調(diào)行業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新。
參考文獻(xiàn)：
[1]陳帥,蔡穎玲,趙一軒,姜小敏. 土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能特性分析[J]. 上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,03:244-247.
[2]陳曉,肖雙江. 輸送能耗對(duì)地源熱泵系統(tǒng)節(jié)能率的影響分析[J]. 流體機(jī)械,2011,08:78-81.
[3]涂鋒華,趙軍,朱強(qiáng),宋佳鈁,龔宇烈. 地源熱泵的工程應(yīng)用與環(huán)保節(jié)能特性分析[J]. 節(jié)能與環(huán)保,2001,03:33-35.
[4]張俊巧,尚百師,陸曼. 地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行管理節(jié)能潛力分析[J]. 中國(guó)住宅設(shè)施,2011,02:51-53.
[5]王維想,李婷,馬林. 淺析地源熱泵系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行管理[J]. 機(jī)電信息,2011,27:90-91.
