周丽娟　田宜安

摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，由于全球气侯在不断变暖，大气污染严重，从而对人类的生存和生产有着不利的影响。因此，为了改变这种环境，设计暖通空调系统是非常重要的工作。本文分析了地源热泵的特点，分析了暖通空调设计中存在的问题，使暖通空调技术不断得到改进。

关键词：地源热泵;暖通空调设计;应用价值

引言

近年来，随着人们生活水平的日益提高和国家节能政策的执行，绿色节能建筑已成为当今公共建筑建设追求的主题。由于中央空调系统的能耗在大型公共建筑运行的能源消耗中占比较重（约占60%），而在整个中央空调系统中空调主机的能耗占比最大。因此，中央空调系统主机能耗的高低直接影响绿色建筑建设的成败。中央空调系统主机形式很多，目前应用较多的主要有：风冷热泵机组、多联机系统、直燃机机组（溴化锂机组）和水冷冷水机组（冰蓄冷系统、地源热泵系统）等。

1地源热泵技术概述

暖通工程系统建设中所应用的地源热泵技术是指自一系列低水平热源材料（如地下水、地表水以及岩土体等在内）中获取能量，并在水源热泵机组、建筑内部系统以及地热能交换系统的作用下转换为可供暖通空调系统所使用的一种能源提取与转换系统。受能源交换方式特殊性的影响，当前技术条件支持下的地源热泵系统技术可以按照地埋管式、地表水式以及地下水式等进行划分。机组系土壤源热泵，地埋管结构，是当今世界上最为先进的工艺流程技术。它起源于西方国家近年来引进我国。它的设计理念是：高效、节能、环保、清洁。属于高效节能大型设备，是世界行业内的科学界所公认的一款先进设备，以后很有发展前途与潜力，能效比1：5，比常规传统设备节能40%～60%，自动化程度高，易于操作与管理。  但无论其系统表现形式如何，在暖通工程系统实践应用中，地源热泵技术均表现出了以下几个方面的应用特点与优势：（1）清洁性。在地源热泵系统技术的应用过程当中，借助于电能将地下热量或者地表热量转换为暖通工程空调系统运行所需的能源，并面向其提供能源支持。整个操作过程不涉及到能源燃烧或放热的情形，因此不会对周边环境产生较大污染与不良影响。更加关键的一点是，在地源热泵技术的干预下，省去了传统意义上建筑暖通工程外部挂机的设置，因此这种技术在实际应用期间污染较小，具有良好的清洁性。（2）能效性。在当前技术条件支持下，地源热泵技术已经发展形成了一套较为完善的工作体系，作用于暖通空调系统工程中对提升其能源利用效率是非常关键的。尤其对于平均气温较低的冬季，应用地源热泵技术能够使建筑室内温度维持在12～22℃的适宜区间范围内，供热期间能源可循环使用，这对于促进系统能效水平提升，控制能源损耗有重要意义。（3）经济性。首先，从供热角度上来说，地源热泵技术供热功能的实现需要在很大程度上依赖于电能的持续性供应，因此能源消耗水平偏低，所投入经济成本较少，具有突出的经济性优势。除此以外，从暖通空调系统工程冷却角度上来说，相较于传统意义上的空调冷却系统，基于地源热泵技术所产生的冷却温度明显更低，制冷、供热费用较原系统下降30%。它的性能是既能制冷又能制热，制取卫生用水（洗澡水），它的作用涉及到工业、农业、科技等领域，是其他同类产品无法比拟的。通常地源热泵消耗1KW的能量，用户可以得到5KW以上的热量或4KW以上的冷量。（4）可靠性。在暖通空调工程系统应用地源热泵技术的过程中，管控功能的实现以计算机控制为依托，并面向操作人员提供远程监控支持，能够及时发现整套地源热泵系统在运行期间所存在的异常问题，并及时解决，对保障系统运行可靠性，预防安全隐患产生意义重大。

2暖通空调设计中地源热泵的应用研究

2.1大地耦合热泵

在现代建筑的暖通空调系统设计中，利用地源热泵是必要的。地热泵在实际应用中的具体分析如下。（1）土壤温度变化对大地耦合热泵系统影响不大。由于土壤是储存热量和热量的材料，不受温度和湿度的影响，可以作为热源向地源热泵传递热量，为此，人们常把土壤耦合热泵技术与太阳能集热器结合起来，在暖通系统中，土壤源热泵可以有效地提高能源利用率，确保其高效运行。（2）与其他地源热泵相比，地源热泵更环保，可以替代传统的锅炉和冷却塔，保护周围生态环境，降低能耗，减少环境污染。（3）土壤耦合热泵运行稳定。无论是冬天还是夏天，这个系统装置都埋在地下，对设备没有影响。即使在北方寒冷的冬天，也不需要给设备除霜。

2.2减少施工设计图纸与现场的误差

在建筑工程项目的暖通设计方案中，需要进一步减少施工设计图纸与施工现场存在的误差。根据施工单位提供的施工现场勘查数据指标，设计人员需要建立更加专业的数据模型，并对模拟建造体系中的关键质量控制点进行同步输出，将其与施工单位的施工设计方案相结合，确保暖通系统施工现场的约束控制能力。为减少施工设计图纸与现场存在的误差，设计人员需要将关键的暖通系统功能结构与其他建筑功能子系统进行碰撞检测，并对暖通设计方案与图纸之间的统一性和协调性进行质量检验。在减少施工设计图纸与现场存在的误差过程中，还需要将暖通系统的具体质量控制措施与设计方案相结合，并保障暖通设计方案和建筑工程的整體设计理念保持一致性。在暖通设计方案中，需要将关键质量控制节点与施工现场进行有效连接。

2.3地源热泵施工过程

一是开展钻孔施工工作。在钻孔之前，工作人员要对施工现场进行勘测，并要结合其他专业知识与具体的施工经验，对施工现场进行综合研究。严格按照施工钻孔平面图的具体孔数、行距、面积等要求，保证钻孔施工符合标准要求。二是按照施工平面图的定位放线，依据排水与泥浆倒运工序，合理安排施工现场的土方、泥浆地、安全通道等位置。三是对于钻机的钻杆而言，一定要进行垂直钻孔，这样能够防止垂直偏差的钻杆对已经埋好的管道造成破坏。四是在钻孔的两孔之间，挖出500mm的泥浆地，从而发挥作为钻井机在现场施工中的水循环载体的作用。五是在钻孔起劲时，安排质检人员核对钻孔与施工钻孔平面图之间的吻合状况，一旦发现存在偏差就要及时纠正调整。六是在完成钻孔施工之后，及时检查钻孔的深度和质量，并要做好各个环节的质量验收工作。七是防止出现钻孔塌方问题，如可以在钻孔期间灌入泥浆，并要对钻孔进行泥浆凝固护壁。

2.4地下水热泵

地下深井供水可以为系统提供足够的热源，实现夏季暖通制冷，冬季供暖。地源热泵系统经常采用热泵技术。水温不受外界环境影响，所以系统水源主要采用地下井水。下面分析地下水热泵技术的优点，并讨论其实际应用。（1）与其他地源热泵相比，无论是地下水回灌还是抽水，占用空间都很小，没有一种对其占地面积有影响。（2）地下水源热泵技术可以降低地源热泵技术的使用成本，系统维护方便，不破坏生态环境。在建筑物暖通空调的应用中，采用地下水热泵对水资源进行回收利用，但灌溉过程中地下水含量保持不变。

2.5连接地源热泵与冷却塔

热泵地下设备与冷却塔的连接，主要是为了满足夏季的降温需要，传统的地源热泵原理是以水为介质，通过压缩冷凝器吸收室内热量，接着排放到土里，也可以把地下设备和冷却塔连接起来，热被直接送到冷却塔，通过冷却塔冷却，使热量以空气为介质直接用于室内降温，防止热能进入土壤，影响生态环境。另外，北方、西北地区等地区风力较大，利用风力作为冷却塔的动力，可确保冷却过程中所消耗的热量较少，达到节能、减少污染的目的，这种设计思想已在小范围内得到了实践和应用。

2.6提升暖通设计的经济适用性

在保障建筑暖通设计的节能环保性质基础上，还需要进一步提升暖通设计的经济适用性，才能够确保建设方和施工方的成本支出在可控范围之内。尤其对于成本预算编制体系非常有限的建设方和施工方而言，提升暖通设计的经济适用性质，能够保障暖通系统功能价值与成本之间的动态平衡状态，并对暖通设备的采购和安装过程进行量化分析与约束。为提升建筑工程项目暖通设计的经济适用性，需要从价值工程理论技术的角度出发，将暖通系统的具体功能模块进行详细拆解，保障业主用户在使用期间的基础功能需求。提升建筑工程项目暖通设计的经济适用性，需要及时构建更加科学和完善的设计方案，集中探讨存在争议和矛盾点的暖通设计内容，并从价值成本分析方法中寻求精细化的解决方案。

結语

暖通空调工程是当前建筑领域非常核心的系统配件之一，加强对其设计工作的重视，严格贯彻落实节能减排工作理念，对地源热泵技术进行合理且高效的应用，能够在确保系统运转正常的前提条件下，最大限度减轻暖通空调系统运行对生态环境所产生的不良影响，对整个建筑行业领域的可持续性发展是非常有利的。在对地源热泵技术进行研究之后，不难发现这种技术属于可再生能源综合利用的范畴。结合建筑暖通空调工程施工建设要求，正确应用地源热泵技术，不仅能够达到节能减排目的，也能保证实际落实的施工建设工作符合行业标准，能够创造更多效益。我国大部分的暖通工程现阶段都已经使用了地源热泵技术，地埋管地源热泵技术的应用效率最高，应充分发挥其应用作用，推动我国暖通工程长远发展。

参考文献

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