试论地源热泵供暖空调技术

付舸洋 李 程

沈阳惠天热电股份有限公司

试论地源热泵供暖空调技术

付舸洋 李 程

沈阳惠天热电股份有限公司

近些年来，着社会经济水平不断提升，环境恶化速度加快，人们逐渐认识到环保、节能减排主要性。在我国供暖地区，尤其是北方地区，暖通空调作为人们生活必需品，人们过冬的重要生活保障。然而，传统暖通空调消耗大、运行成本高，显增加了居民生活经济压力。随着地源热泵技术的产生，暖通空调广泛运用，得暖通工程得到有效发展。本文主要分析地源热泵技术在暖通空调中的应用。

地源热泵；供暖；空调技术

地源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能，括地下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高效节能环保型空调系统。地源热泵通过输入少量的电能，可实现低温热源向高温热源的转移。在冬季，地能中的热量“取”出来，经热泵机组提高温度后，给室内用户取暖；在夏季，室内的热量取出来，放到地层中去。

1、地源热泵供暖空调的简述

1.1 地源热泵系统的主要构成

地源热泵空调系统都是由室内末端空调系统、地能换热系统和热泵机组这三部分构成的，内末端空调系统和热泵机组与普通的热泵类似，它们都是地面系统；系统的最关键部分是地能换热系统，是一类地下系统。热泵系统通常是由四部分构成的，四通阀、冷凝器、蒸发器和压缩机，供暖是通过制冷剂的循环作用来实现的。地源热交换系统是由两个埋藏在地下的部分组成的，热交换机和管路，与锅炉的作用类似；末端空调系统也是由两部分组成的，分别为低温地板采暖系统和分机盘管系统。

1.2 地源热泵系统的分类

根据地能换热系统的区别，地源热泵主要分为三类，即以土壤为地源的土壤源热泵、以地表水为地源的地表水源热泵系统和以地下水为地源的地下水源热泵系统。在选择系统方案时，应首先对当地的水文地质情况进行全面地调查，其次对建筑物的土地面积、冷热负荷、建筑高度与规模以及机房面积等因素进行对比分析，同时考虑系统造价问题，以最优成本实现地源热泵供暖空调的效率最大化。

1.3 地源热泵的技术原理

在自然环境中，水从高处往低处流动，热量由高温处向低温处传递。热泵制冷机即是通过作功使热量从温度低的介质流向温度高的介质的装置。热泵的工作原理是由电能驱动压缩机，使工质循环流动，反复发生物理相变，分别在蒸发器中汽化吸热，在冷凝器中液化放热，使热量不断得到交换传递，并通过阀门切换使机组实现制热或制冷的功能。在制冷模式时，高温高压的制冷剂气体从压缩机出来后进入制冷剂的冷凝器，向水中排放热量而冷却成高压液体，并使水温升高。到膨胀阀节流膨胀成低压液体，进入蒸发器蒸发成低压蒸汽，同时吸收蒸发吸热水或空气的热量。低压制冷剂蒸汽又进入压缩机压缩成高压气体，如此循环往复。水或空气的温度被蒸发器降低，用来冷却环境。在供热模式时，高温高压的制冷剂气体从压缩机出来后进入制冷剂的冷凝器，向水中排放热量而冷却成高压液体。到膨胀阀节流膨胀成低压液体，进入蒸发器蒸发成低压蒸汽，同时吸收蒸发吸热水或空气的热量将水冷却。低压制冷剂蒸汽又进入压缩机压缩成高压气体，如此循环不止。水或空气的温度被冷凝器升高，用来给环境供热。

2、地源热泵技术的优点

2.1 管理方便，占地面积小

地源热泵供暖空调技术不用冷却塔，没有锅炉房和另外的室外设施，不用煤场和渣场所以省去了很多占地面积，节省的空间，附加的经济效益更大，而且使工程的外部形象得到的改善和提升。因为地源热泵的高质量，减少的维修费用不用专门的人员去看守，节省了人力成本而且其独立计费，分户计量的方式，便于业方对系统的管控。

2.2 节能，环保，污染少

地源热泵供暖系统不用锅炉，不排放燃烧物，降低了二氧化碳等温室气体的的排放量，减少了污染，保护了环境。在夏季的时候，把热量转移到地下来制冷，没有把温室气体排放到空气中，降低的温室效应和热岛效应，使全球环境朝着可持续方向发展。

2.3 运用安全，灵活

地源热泵空调供暖空调技术运用时非常灵活，热泵机组设施可以安置到任何地方，便于节约空间，所以可用在新建工程，改建或者扩建工程项目。地源热泵系统不用煤气，没有储油罐，安全，卫生。

2.4 运行成本低

基于高效节能的特征所以地源热泵供暖空调技术的运行成本低，安全可靠，维修费用低，使用期限长，对比传统的空调来说，其成本费用大大降低。而且地源热泵是自动化的设备，不用有专门的人员的看守、操控。调查发现，相对于传统的空调系统地源热泵的成本费只需要他的一半。

3、地源热泵供暖空调技术的主要优势

3.1 充分的利用了可再生能源

与太阳能集热器的作用类似，层浅表也能够将大量的太阳能收集起来，总数大约是人类每年利用的能量的2倍左右，而且太阳能是可以被无限循环使用的，地源以及地域等因素也不会对其产生过程造成影响，是一种真正的可再生清洁能源。同时，气候也不会影响到地能的产生，与深层的地热相比，最大的优势就是地址结构和资源的限制不会对其产生影响，冬天使用这一供暖空调系统时，系统是可以自动的储存冷能的，储存的冷能可以在夏季继续使用，节约了资源，且降低了成本。

3.2 节能高

在普通的热泵系统中，外界的天气条件是一定会影响到机组的正常运行的。普通的热泵系统在冬季运行时，主机的供热量存在着不足的情况，那么就会降低其运行效率，无法保证冬季时的供暖效果。在应用了地源热泵空调系统后，能可以实现其与外界的换能过程，会产生结霜的问题，而且温度就有较强的恒定性，因此，地源热泵系统的运行可以节约40%左右的成本，且运行效率也要高出40%。由于地能的恒温特点，热泵机组的运行也更加的安全和稳定了，充分的保证了系统运行的经济性和高效性。

3.3 不会产生污染物

在土壤源热泵供暖空调系统的运行过程中，是非常绿色环保并且没有污染的，无论是在冬季进行供暖还是在夏季进行供冷，都是不会排放出任何污染物的，会对建筑物产生负面影响，同时也不会向大气环境中排放污染物。其他类型的供暖空调系统是会产生水汽或是热气的，地源热泵供暖空调技术则不会对环境造成类似的污染。

结束语：

地源热泵供暖空调技术通过储热和储能等作用，能够更加充分的利用浅层地表，有非常良好的环保和节能效果。作为21世纪的一种最有效的空调技术，地源热泵供暖空调技术具有广阔的发展前景和应用价值。

[1]孙连华.试论地源热泵供暖空调技术[J].中国新技术新产品，2016，(01)：88.

[2]冯学坤.地源热泵供暖空调技术探析[J].电子制作，2014，(05)：259