关于地热泵空调技术的探讨

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摘要：本文作者阐述了地源热泵技术原理及特点，介绍了采用地热泵空调来供冷、采暖与生活热水的三联供系统和传统的中央空调系统，并分别对两种不同的系统从技术、经济、环保的角度做了分析和比较。从比较的结果可以看出相对于传统的中央空调系统，新型的地热泵技术更高效、更节能、更环保。

关键词：地热泵；空调技术；探讨

1 地源热泵技术原理及特点

1.1 地源热泵技术原理

新型的地源热泵一般是埋管式系统，其技术原理是用较少的电力来发动压缩机实行制冷循环，由于地底的土壤温度相对稳定，不易发生较大的浮动，因此采取与地底换热的方式来进行供热与制冷。尤其是在冬冷夏热地区，夏天地底温度较低管道可以向地底释放热量，冬天地底温度相对较高管道则可以从地底吸收热量。

地源热泵空调系统将管道置于地底较深处并设置了单个和成对的U型竖向管道、横向连接管和盘旋状管道来构建全封闭式的水流环路系统，该系统可从土壤中直接吸取热量和释放热量，且地热源泵的换热形式不会因开采地下水而受到影响，它可以通过输高温位来转移。

在管道线路布置时，首先应该计算并测量好合适的水平面以下的深度并进行打孔，把热交换的管道安放在孔中，并将用来加速热交换的材料填充到孔道中来固定管道。这些材料对于增强导热有很好的作用。并在地平面用横向管道并联所有的竖向管道，这样就形成了一个可循环的地埋式管道系统。

1.2 地热源泵的特点

由于节能系统的关注度越来越高，因此一些专家对此系统做了评测和鉴定，探讨了该系统的5个主要不同之处：

1.2.1 环保无污染。该系统不排放污气和废气物质，且深埋地底的特点使得它具有低噪音和不破坏地下水资源的特征。

1.2.2 节能高效。该系统使用的能源绝大部分为土壤中的热能，是可再生的能源，不需要使用煤炭、天然气、燃油等资源，这样可以很好的节省能源。且地热源泵空调系统的能效比一般都在4或者以上，是真正的节能高效技术。

1.2.3 经济性。若使用地源热泵空调系统则可以实现一套设备两季使用，夏天制冷和冬天的供热可以用同一套系统来完成。若是使用了传统的中央空调系统，则需要两套设备的交替运行，每套设备的使用时间是隔季制，一套设备用来夏天制冷，冬天的时候用另一套设备来制热。地源热泵空调系统还可以节约一大笔的运行费用，相对于传统的中央空调系统它可以减少30%至60%的运行费用。除此之外由于地源热泵空调系统的水是全封闭式的循环，因此它不会有水的蒸发也不需要补给水，这也是一种经济型的选择。

1.2.4 安全、灵活性。地源热泵系统的自动化集成度非常高，它可以自主的完成流量、温度、气压、水压等主要运行部位参数的自动调节。地源热泵空调系统可实现远程控制，降低易燃的隐患。

1.2.5 健康、美观。地源热泵空调系统不需要搭建传统中央空调系统中的冷却塔，这样便减少了细菌滋生的机会，大大的提高了健康指数。地源热泵空调系统也不需要加热的锅炉房，没有燃料的堆积从而简化酒店的管理并提升了酒店的美观。

2 地源热泵空调系统与传统中央空调系统的比较

很多经济实力较落后的国家为提高经济实力而不科学的使用资源和能源，导致全球的资源和能源急剧匮乏。据统计我们国家的总耗能的四分之一是建筑物耗能，建筑物耗能中又有二分之一的耗能是用来采暖供热使用。因此只有通过使用高效的节能技术和节能产品来满足国民经济的持续增长，同时也满足了有限的能源增长率。

地热源泵系统使用的唯一动力就是电力，不需要使用燃料，这样也不会产生废气来污染空气，它利用的只是土壤中的热量来提供建筑物能耗所需。因此地热源泵系统可以对缓解能源压力和减少城市空气污染，提高空气质量做出一定的贡献。

在酒店的三联供系统中主要使用了以下几种方式：一种是很老旧的传统的锅炉式，该方式是通过燃料供给来提供集中供暖和双效蒸汽式溴化锂制冷剂的中央空调来提供制冷。第二种方式采用的是空气源热泵方式，该方式是通过在空气中进行能量的置换，这种方式对于空气质量有着较为严重的影响。第三种是我们今天主要谈论的埋管式的地热源泵方式。我们将从不同的角度来对比三种系统的特点，并从最终的结果可以看出地源热泵的方式具有明显的优势。

2.1环保性的比较

我们以100000平方米的单位面积来衡量的话，采用埋管式地热源泵空调系统每年就可以节省掉标准煤炭达到1200吨，可以减少废气的排放量达到0.12亿立方米，减少了温室效应和对空气的污染。如果采用燃煤锅炉的话首先是能源的消耗，其次是这些能源产生的废气不可小觑。

2.2 节能性比较

使用等量燃料所产生的能量，埋管式地热源空调系统可以获得更高的使用效率，其节能的优势更为明显。

2.3 能效比的比较

制冷量与输入功率或者制热量与输入功率的比较通常看做能效比，能效比也是一个衡量节能性能的重要指标，输入同样的功率，地源热泵系统的能效比比其它两种都要高。

全球变暖和能源的紧张问题日益显著，现在人们越来越关心节能技术的发展。世界上的多数国家也都在积极的采取有效措施来改善能源浪费，如寻找新的能源来替代现在使用的能源和开发高效的节能技术，节能技术也是目前各项措施中最直接、有效的举措。在耗能显著的行业中酒店能耗是一个被重要关注的领域，酒店制冷、采暖、生活热水的能耗约占其全部能耗的一半，所以在酒店建筑物内使用经济、环保、节能的新空调技术是未来的发展趋势。

3 地源热泵的现状和发展前景

3.1 地源热泵的国外应用情况

地源热泵这个概念最早出现在1912 年瑞士的一份专利文献中。在20世纪50年代，欧洲和美国出现了研究地源热泵的第一次高峰。近20年来，地源热泵在欧美等发达国家取得了快速地发展，已成为一项成熟的应用技术。在美国，地源热泵空调系统占整个空调系统的40%，是美国政府极力推广的节能、环保技术。每年约提供8 000～11 000GW・h 的终端能量，具有十分的客观性。

3.2 地源热泵在中国的应用情况和发展前景

我国的地源热泵技术起步较晚，不过可喜的是正在有条不紊的向前发展。国内的地源热泵发展主要以地下水源采灌方式为主，而地下埋管方式做为热源的热泵系统形式，近几年才开始快速增长，且出现了应用于较大建筑规模的实例。目前在我国来说，技术上比较成熟、利用可行性较大、实施的工程项目较多的还是地下水热泵系统。这方面的设备厂家在数量和规模上也在不断增长。不过因为国内还没有颁布地源热泵机组的生产技术标准，且目前存在的技术标准不统一，设备质量参差不齐，在以上方面还有待提高。我国是一个能源大国，同时也是一个耗能大国，能源问题不仅制约着我国经济的快速发展，综合国力的提高，同时也是环境质量的风向标。地源热泵技术的出现为解决上述问题指明了一条道路，同时，这项技术在国外的成功应用也说明这条道路具有十分的可行性，我国地质环境的丰富性也为地源热泵的普及提供了条件。

4 结束语

从对不同空调系统的比较可以看出，埋管式地热源泵空调系统有着出色的节能，高效和经济性等特点。近年来在我们国家地热源泵空调系统在很多方面也得到了应用，但是跟许多发达国家相比我们的技术和推广度离他们还有一定的差距。但是我们相信在不久的未来，地热源泵系统将会在我们国家得到快速的发展和应用。

参考文献：

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