摘 要：隨著人民生活水平的提高，同時(shí)也推動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展，在建筑領(lǐng)域涉及到建筑的室內(nèi)設(shè)計(jì)中，空氣調(diào)節(jié)、供暖通風(fēng)即暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)就是重點(diǎn)，其可以保證室內(nèi)的溫度，積極改善室內(nèi)的空氣環(huán)境，滿足了人們對(duì)現(xiàn)代生活的高要求。地源熱泵系統(tǒng)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中有很大的應(yīng)用，該系統(tǒng)不僅熱源穩(wěn)定，而且還節(jié)能環(huán)保，應(yīng)用起來(lái)非常安全，下面就具體分析其應(yīng)用情況，以期可供相關(guān)人士借鑒。
關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；設(shè)計(jì)；地源熱泵
設(shè)計(jì)暖通空調(diào)時(shí)，主要會(huì)涉及三點(diǎn)內(nèi)容，分別是供暖環(huán)節(jié)，通風(fēng)環(huán)節(jié)以及空氣調(diào)節(jié)部分，建筑室內(nèi)的濕度、溫度等都會(huì)直接影響人們居住的舒適程度，科學(xué)的運(yùn)用暖通空調(diào)系統(tǒng)，就能有效對(duì)室內(nèi)的溫度和濕度進(jìn)行調(diào)整，而地源熱泵系統(tǒng)因其調(diào)整效果明顯，不需要太長(zhǎng)時(shí)間，而且調(diào)節(jié)范圍廣，操作方便，因此在室內(nèi)設(shè)計(jì)中普遍受到設(shè)計(jì)人員的青睞，接下來(lái)分析其具體應(yīng)用的技術(shù)，在以后的發(fā)展中，該技術(shù)一定會(huì)有新的突破。
1 對(duì)地源熱泵概述分析
地源熱泵是由瑞士專家第一個(gè)提出的，但是其真正應(yīng)用卻在美國(guó)，在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中科學(xué)應(yīng)用地源熱泵系統(tǒng)，其實(shí)質(zhì)就是一個(gè)有效的控制系統(tǒng)，通過(guò)把空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器，以及蒸發(fā)器埋在地下，這樣熱量就可以通過(guò)土壤、水介質(zhì)等進(jìn)行熱能的交換，尤其是在炎熱的夏季，運(yùn)用地源熱泵系統(tǒng)就能把這些熱量貯存到一起，當(dāng)冬季來(lái)臨的時(shí)候，其可以為建筑物供暖，而如果是在寒冷的冬季，該地源熱泵系統(tǒng)能夠把冷能量貯存到一起，供建筑物夏季制冷使用。地源熱泵系統(tǒng)的能量都是從大地獲取的，當(dāng)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)用該技術(shù)，可以有效降低能源的消耗量，與此同時(shí)，還不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
2 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中地源熱泵的運(yùn)用
2.1 在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)用地源熱泵注意事項(xiàng)
在應(yīng)用地源熱泵時(shí)，第一點(diǎn)，一定要遵循因地制宜的原則，地源熱泵有很大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但是在實(shí)踐操作中，還會(huì)受到很多客觀環(huán)境的限制，因地制宜就是如果在夏季能量?jī)?chǔ)存不足，滿足不了冬季的供暖需求，那么地源熱泵系統(tǒng)就應(yīng)該增加制熱裝置的設(shè)計(jì)，以此來(lái)增加熱能，保證居民對(duì)熱量的正常需求，如果該系統(tǒng)在冬季不能儲(chǔ)存足夠的冷能量，與之相對(duì)應(yīng)的在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，就應(yīng)該增加冷卻裝置。無(wú)論是增加冷卻裝置還是制熱裝置，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本都會(huì)增加，因此在設(shè)計(jì)中工作人員先進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，最后決定使用地源熱泵技術(shù)是否合理。第二點(diǎn)，要正確選擇使用地源熱泵的類型，當(dāng)前有很多機(jī)組類型可以選擇，但是沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)范和管理制度，所以要選擇合適的機(jī)組，業(yè)內(nèi)人士都清楚，地源熱泵對(duì)機(jī)組的能效比與性能系數(shù)有著很高的要求，因此設(shè)計(jì)者必須根據(jù)地源熱泵的使用要求選擇正確的能效比和性能系數(shù)。
業(yè)內(nèi)人士都清楚，一臺(tái)變頻器只能對(duì)一臺(tái)地源熱泵進(jìn)行調(diào)節(jié)，如果使用多臺(tái)地源熱泵，需要保證其頻率不會(huì)發(fā)生變化，不同臺(tái)數(shù)的冷水機(jī)組，和回水溫差，二次水環(huán)路，冷水流量都有直接關(guān)系。另外在空調(diào)冷卻水機(jī)組的末端，需使用電動(dòng)三通閥進(jìn)行控制。確定地源熱泵參數(shù)有幾種方式，一種是空調(diào)地源熱泵，在確定使用的臺(tái)數(shù)時(shí)，可以使用溫差調(diào)節(jié)方法進(jìn)行來(lái)確定但是該方式會(huì)直接影響空調(diào)冷水機(jī)組工作的穩(wěn)定性，而且調(diào)節(jié)范圍也會(huì)受到很大限制。第二種，結(jié)合實(shí)際測(cè)定的冷水機(jī)組實(shí)際流量值和二類空調(diào)地源熱泵的流量值進(jìn)行對(duì)比，要保證其運(yùn)行臺(tái)數(shù)的選擇和冷卻水機(jī)組運(yùn)行順序的控制方法一致，從這些數(shù)據(jù)中可以得知，在使用地源熱泵時(shí)，必須全面對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行考慮，調(diào)整各個(gè)參數(shù)保證其和實(shí)際情況的一致性，如果是現(xiàn)實(shí)情況不匹配，那么將會(huì)直接影響其運(yùn)行的質(zhì)量。
2.2 大地耦合熱泵在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
對(duì)于大地耦合熱泵而言，熱源和熱匯都是從地表淺層的土壤獲得的，在具體應(yīng)用過(guò)程中，大地耦合熱泵的優(yōu)勢(shì)很明顯，第一點(diǎn)，在使用大地耦合熱泵時(shí)，其土壤溫度沒(méi)有很大的波動(dòng)，如果和其他環(huán)境的介質(zhì)對(duì)比分析，在一定深度的地下，其土壤溫度不會(huì)有太大變化，因此從土壤中汲取能量很穩(wěn)定，除此之外，土壤和地表溫度，和空氣溫度的變化進(jìn)行對(duì)比，其還擁有延遲的作用，由此判斷把土壤作為熱泵裝置的熱源是非常正確的。土壤是一個(gè)巨大的蓄熱蓄冷體，在建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，為了保證能源的利用率，還應(yīng)該把太陽(yáng)能集熱裝置和大地耦合熱泵合理的搭配使用，同時(shí)這種使用方式還能夠保證系統(tǒng)高效的運(yùn)行。第二點(diǎn)，大地耦合熱泵還有綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，把土壤作為熱源，可以局部代替冷卻塔，或者全部替代鍋爐，這樣就能有效減少暖通空調(diào)對(duì)環(huán)境造成的污染。第三點(diǎn)，大地耦合熱泵系統(tǒng)有很高的穩(wěn)定性，該系統(tǒng)在應(yīng)用時(shí)埋設(shè)在地下，存儲(chǔ)大地的能量，然后合理的調(diào)節(jié)和利用，把能量應(yīng)用到室內(nèi)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，無(wú)論是在高溫的夏季還是低溫的冬季，都不會(huì)對(duì)大地耦合熱泵產(chǎn)生影響，由此也就不用對(duì)大地耦合熱泵做防護(hù)處理，降低了設(shè)計(jì)的成本。在應(yīng)用過(guò)程中，還應(yīng)該重視對(duì)控制系統(tǒng)的管控。
對(duì)于地源熱泵而言，其控制系統(tǒng)有三個(gè)，第一個(gè)，是水池的控制系統(tǒng)，能夠調(diào)整水位的高低，如果水位達(dá)到一定高度，那么該控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)開啟或關(guān)閉，深井蓋就把水源隔離開。第二個(gè)是熱泵機(jī)組的自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用自動(dòng)化裝置，對(duì)水源進(jìn)行合理的加熱和制冷，由于應(yīng)用了自動(dòng)化系統(tǒng)，因此整個(gè)過(guò)程不需要人工操作。第三點(diǎn)，是井群控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的作用就是進(jìn)行分組管理，除此之外，還能有效控制其他控制系統(tǒng)，保證整個(gè)系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮。
2.3 對(duì)地下水熱泵進(jìn)行分析
在當(dāng)前某些使用地區(qū)，地下水熱泵應(yīng)用范圍較為廣泛，下面就分析其工作的原理，地下水熱泵的熱源來(lái)自地下深井水，深水井的溫度比較穩(wěn)定，在夏季深水井比較涼，因此有很好的制冷效果，而在冬季深水井的井水比較熱，因此可以存儲(chǔ)熱能，在冬季為建筑供暖。在進(jìn)行地下深井設(shè)計(jì)過(guò)程中，其井水都是在地層里面，而且深度不時(shí)很深，在這個(gè)深度范圍內(nèi)，深井水的水溫基本不會(huì)發(fā)生什么變化，由于深水井有這些優(yōu)勢(shì)，地下深井水可以為建筑提供熱源，而且還非常有利于熱泵的運(yùn)行。對(duì)于地下水熱泵而言，其在實(shí)際應(yīng)用中有下列幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，第一點(diǎn)，該地下水熱泵占地面積非常小，并且在地下布局很嚴(yán)謹(jǐn)，工作效率較高。不僅如此，雖然其占地面積小，但是在抽取地下水，或者進(jìn)行回灌的時(shí)候，卻不會(huì)受到占地面積小的影響。總而言之，地下水熱泵布局嚴(yán)密，水井系統(tǒng)工作穩(wěn)定，而且工作效率高。第二點(diǎn)，地下水熱泵的運(yùn)行成本低，對(duì)于大型地下水熱泵系統(tǒng)而言，在單位容量范圍內(nèi)，其運(yùn)行的成本要比其他系統(tǒng)低很多，工作中只需要一個(gè)流量較高的井就能滿足整個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。第三點(diǎn)，該系統(tǒng)不需要太高的維護(hù)成本，對(duì)附近環(huán)境沒(méi)有影響，再加上設(shè)計(jì)合理的地下水熱泵循環(huán)系統(tǒng)，就能有效保證該系統(tǒng)安全、高效、穩(wěn)定的運(yùn)行，除此之外，如果條件允許，還不用進(jìn)行日常的維護(hù)，這樣也能節(jié)省大量的維護(hù)費(fèi)用。另一方面，利用地下水回灌，不會(huì)影響地層的實(shí)際含水量，進(jìn)而不會(huì)像其他系統(tǒng)那樣對(duì)地下水熱泵循環(huán)系統(tǒng)造成的影響。當(dāng)然，這都取決于使用地區(qū)良好的水質(zhì)條件及豐富的水源環(huán)境。
3 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)以上對(duì)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中地源熱泵的運(yùn)用分析，得知大地耦合熱泵和地下水熱泵是主要的地源熱泵，由于其系統(tǒng)特點(diǎn)不同，其優(yōu)勢(shì)也不同，但是在建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，都可以得到很好的應(yīng)用，在未來(lái)在暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，還可利用熱電冷三聯(lián)供、熱泵技術(shù)等有關(guān)技術(shù)，從根本上降低暖通空調(diào)的能源損耗，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)暖通空調(diào)的節(jié)能化設(shè)計(jì)，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)在未來(lái)還會(huì)不斷的創(chuàng)新，不斷發(fā)展。但是地源熱泵技術(shù)也存在一定的缺陷，因此還要對(duì)其進(jìn)行深層的研究。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳峰.針對(duì)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中地源熱泵的運(yùn)用分析[J].建筑知識(shí)：學(xué)術(shù)刊，2014.
[2] 鄒海燕，高濤.暖通空調(diào)節(jié)能中地源熱泵技術(shù)的有效運(yùn)用分析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2015，26（04）.
