地源热泵技术在暖通空调节能中的应用 尹朝鑫

地源热泵技术在暖通空调节能中的运用【摘要】本文从地源热泵技术原理及其发展入手，介绍了地源热泵技术（GSHP）的分类及应用在此基础上讨论了供热系统方案比较。

重点介绍了地源热泵在空调节能改造应用中的技术优势和经济可行性分析。

【关键词】基坑；开挖；事故；设计；措施一、前言随着当今社会能源的日益紧缺，节能成为一个世界性的问题。

地源热泵技术在暖通空调节能中的运用，为实现空调节能提供了一个可能性。

而且地源热泵技术较传统能源更为经济节能、清洁高效，因而，具有十分广阔的应用前景。

二、地源热泵技术原理及其发展地源热泵技术是一种利用地球表面浅层的地热能资源进行供热、制冷的高效、节能、环保的系统。

地源热泵通过输入少量的高品位能源—电能，实现低温热能向高温热能的转移，工作原理见图1。

地热能在冬季作为热泵供热的热源;在夏季作为热泵制冷的热源。

即在冬季，把地热能中的热量“取”出来，提高温度后，向室内供给热量;夏季，把室内的热量“取‘’出来，“排放”到地下可缓解城市热岛效应。

通常热泵消耗1kw的能量用户可以得到5kw的热量或冷量。

图 1 地源热泵技术工作原理地源热泵系统是成熟的技术在设计合理的情况下可以可靠、稳定、经济地运行。

地源热泵系统的特点是取“热‘’不取“水”，因此不会造成地层沉降。

由于循环水在完全封闭的地下管路中流动，故对地下环境无任何污染。

传统的空调系统通常需分别设置冷源(制冷机)和热源(锅炉)。

燃煤锅炉是最主要的大气污染源，中小型燃煤锅炉在城市中已被逐步淘汰;燃油和天然气的锅炉虽然减轻了对大气的污染但排放的CO2仍造成了环境问题，而且运行费用很高。

随着不可再生能源的逐渐开采能源危机及可持续发展战略已成为全球性的重要问题。

地源热泵技术采用的是洁净的可再生的地热能，是一项以节能和环保为特征的技术。

三、地源热泵技术（GSHP）的分类及应用地源热泵最早源于1912年瑞士的一个专利，而其真正意义上的商业应用迄今也不过十多年，但是到2001年止，美国已达到了每年安装40 万台地源热泵，可降低温室气体排放100万吨，年节约能源折合4.2亿美元。

地源热泵技术在暖通空调节能中的应用摘要：暖通空调系统为人们提供供热、制冷的同时，也消耗了较大能源，造成了严重的环境污染和能源紧张。

地源热泵技术属于可再生的一项能源技术，通过与消耗少量的能源以实现能量交换，从而达到供暖或降温的目的，对节约能源、维持生态平衡具有重要意义。

同时，地源热泵系统构建主要埋设于地下和组建于室内，免受日晒和酸雨腐蚀，其使用寿命较长，且机组支持无人值守，因而维护成本较低，经济效益和社会效益都非常显著。

关键词：地源热泵；冷热源；空调节能；暖通1地源热泵技术概述地源指所有的地下资源，暖通空调系统中的地源特指地壳下400m内低温热资源，热量来自太阳能辐射及其部分地壳的自热，属可再生资源。

地源热泵技术始于上世纪中叶的美国，我国从上世纪80年代末引入地源热泵技术，日渐成熟并得到广泛应用。

其工作原理是消耗比较少的能源，并把浅层的低位热能转变成高位的热能，从而达到供暖或者制冷的目标。

但地源热泵在实际进行使用过程中，土壤热平衡影响地源热泵的正常运行，严重时还会导致系统出现瘫痪。

如我国南方地区整个年度地源热泵向土壤中排放的热量要远大于冬季从土壤中提取的热量，而北方地区却与之相反，导致土壤平均温度发生变化，其热交换的效率不断进行降低。

因此，保持土壤热平衡成为地源热泵技术应用的关键。

混合式的技术应用，能够有效对土壤产生的热平衡进行处理，其通过地源热泵与加热或散热系统的组合应用，避免了对于土壤温度所造成的影响，同时通过增加辅助设备的负荷以达到降低其长度的目的，进而减少了建设所需的成本。

2暖通空调中地源热泵技术的实际应用2.1分类结合不同的热量来源，可以将地源热泵分成地下水源、地表水源、土壤源，其中土壤源热泵技术是通过使用水为媒介对土壤内部换热管道及其热泵机组间所进行的循环，完成热量交换，在暖通空调中得到最广泛的应用。

地下水源的热泵技术则是以地下水作为媒介，通过将地下水抽出，然后送入到热泵机组或者换热器来提取或释放热量，然后再回灌到地下，该方案的实施不仅要确保地下水资源丰富，水质达标，还需征得当地政府的许可同意。

地源热泵技术在暖通空调节能中的应用地源热泵技术是一种利用地球热能进行空调供暖和制冷的技术。

它是利用地下埋设的地源热交换器来控制室内温度的技术。

地球的热能是一种无限的资源，而且地下温度较为稳定，因此地源热泵技术具有很大的应用前景。

地源热泵系统由三部分组成：地源热泵主机、地源热交换器和室内机组。

地源热泵主机是核心部件，它利用地下的热能进行制冷和供暖。

地源热交换器是连接地源热泵主机和地下热泵管道的部件，它可以将地下的热能传递给地源热泵主机。

室内机组则是用于控制室内温度的部件。

1. 节约能源：地源热泵技术利用地球的热能进行空调供暖和制冷，不需要消耗传统能源，如煤、油、电等，因此可以大大减少能源的消耗。

根据统计数据，地源热泵技术可节约能源达到30%以上。

2. 环保节能：地源热泵技术不仅能大幅度减少能源的消耗，还能减少对环境的污染。

由于不需要燃烧煤、油和天然气等化石燃料，可以减少二氧化碳和其他有害气体的排放，对于改善室内空气质量和减少环境污染具有积极的作用。

3. 热力平衡：地源热泵技术利用地下温度较为稳定的特点，能够使室内空调系统的热量平衡得到良好的保证。

地下温度一般都比较稳定，不受室外气温的影响，使得地源热泵技术在夏季制冷和冬季供暖时能够提供稳定、舒适的室内温度。

4. 长期盈利：由于地源热泵技术具有很高的节能和环保性能，因此在长期运行中能够实现较高的经济效益。

尽管地源热泵设备的投资较高，但由于其长期运营的节能效果和可靠性，通常可以在几年内收回投资成本，并逐渐实现盈利。

地源热泵技术在暖通空调节能中具有很大的应用潜力。

随着人们对能源的节约和环境保护意识的增强，地源热泵技术将会得到广泛应用。

它不仅能够为用户提供舒适的室内环境，还能减少能源消耗、降低环境污染，实现可持续发展。

新能源的利用——地源热泵技术在暖通空调节能中的应用摘要：在能源危机持续加剧及环境不断恶化的今天，我国能源发展的主题已经转变为节能、环保。

为减缓能源消耗速度，开发及利用可再生能源显得尤为重要。

作为一种利用可再生能源的空调采暖系统，地源热泵系统目前在各类建筑物内得到了广泛应用。

相比传统供热空调系统，地源热源系统的优点为高效、节能、环保、无污染、且占地面积小等。

但在实际应用过程中，往往会存在大量问题，如热堆积现象等，为解决此类问题，冷却塔复合式地源热泵系统得以利用，该系统的应用更具经济性，且效果更佳。

为此，本文在充分了解冷却塔复合式地源热泵系统原理的基础上，对暖通空调节能中冷却塔复合式地源热泵系统的应用进行了分析与探究。

关键词：地源热泵技术；暖通空调；冷却塔复合式地源热泵系统前言伴随我国国民经济的快速增长，节能减排已经成为建筑业发展的重要问题。

在暖通空调节能方面，地源热泵系统因其良好的环保、节能特性得到了大力推广。

但在系统具体运作过程中，相比冬季由土壤内吸收热量，夏季排放到土壤内热量过大的情况下，极易出现热堆积效应，进而增加土壤温度，导致地源热泵系统换热温差与稳定数值之间产生偏差，因土壤温度持续增加，将严重影响机组及制冷效率，为此，如何解决热堆积问题，对地源热泵系统运行正常影响巨大。

冷却塔复合式地源热泵系统的应用，能够有效结合使用地源热泵、冷却塔两种系统形式，此方式可对地源热泵系统运行缺陷进行有效改善，同时，还能有效控制地埋管用量，降低占地面积，对地埋管全面放热量、吸热量进行充分平整。

为此，冷却塔复合式地源热泵系统在暖通空调节能中得到了广泛应用。

1 冷却塔复合式地源热泵系统原理作为一种高效、经济，且节能环保的技术，地源热泵系统在暖通空调节能方面得到了广泛应用。

但在地源热泵系统实际使用中，因地埋管散热、吸热量差异等因素，导致土壤热平衡问题愈加凸显。

一般情况下，地源热泵系统要求必须满足全年工况要求，如我国南方区域，建筑热负荷明显在冷负荷以上，因此，地埋管散热器内夏天向土壤内排放的热量要远远大于冬天由土壤内获取的热量，则北方区域反之。

刍议土壤源热泵在暖通空调中的节能应用摘要：随着生活水平的提高，建筑结构中的暖通空调设计除了要满足实用性的要求更需要满足情节性的要求，以不断满足人们生活需求与社会发展的要求。

土壤源热泵系统是新型的暖通空调中常用的系统，利用地下丰富的地热资源，不仅提高了资源的利用效率，也实现了暖通空调的节能要求。

本文分析了土壤热泵技术的工作原理、特点以及使用该技术的优点，进一步详细分析了其在暖通空调中的具体应用，包括埋管方式等，有利于实现土壤源热泵技术的进一步发展与应用，实现建筑暖通设计的节能环保要求。

关键词：土壤源热泵；暖通空调；节能近年来，随着建筑行业的快速发展，建筑能耗也越来越大，对于我国的环境与资源发展构成了严重的威胁。

根据有关数据显示，在建筑能源消耗中，取暖、空调的能源消耗占到了总体能源消耗的将近一半，因此，对于暖通设计中的节能问题要引起重视。

越来越多的实践表明，土壤源热泵技术具有极高的制热能力，与锅炉制热相比，节能率高达50%，与电取暖的方式相比，节能率更是高达78%，进一步证明了土壤源热泵技术在暖通设计中具有使用和推广的必然性与现实意义。

1土壤源热泵技术概述土壤源热泵是地源热泵技术的一种，地源热泵主要是基于地下土壤、水等的稳定性特性，通过热泵实现能量的转化，满足人们的日常生产生活需求。

而土壤热泵技术将地下的地热资源作为初始热源，通过热泵消耗电能，实现能量的转化，其转化过程相对稳定，不受环境、地域等其他条件的影响，并且高效、环保，因此得到了广泛的应用。

1.1土壤源热泵的工作原理和特点土壤源热泵技术的工作原理与空气源热泵相类似，主要是利用逆卡诺循环原理，通过输入电能，实现低温热源向高温热源的转移，实现冬季从室外吸收热量用于室内取暖，夏季从室内吸热降低室内温度，通过室内室外的能量转移实现制冷制热的目的。

夏季，主要目标是实现室内制冷，热泵通过室内侧换热器取出室内热量，与室外侧换热器实现能量转移，释放热量；冬季，主要目标是室内制热，与夏季相反，实现供热。

应用技术与设计2018年第01期69随着我国的建筑能源消耗量越来越大，地源热泵作为一种能源消耗量较低的一项空调技术，在很大程度上不仅可以满足用户不同冷暖的需求，而且还具有节能环保的优点。

它对地下热源没有特殊的要求，可在绝大部分地区应用，适用范围广。

所谓地源热泵系统（ground source heat pump system），是一种以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。

1　地源热泵系统的优点1.1　应用灵活、安全可靠随着科技的进步，可用于新建工程或扩建、改建工程，可逐步分期施工。

热泵机组可灵活地安置在任何地方，节约空间。

同时，地源热泵无储煤、储油罐等卫生及安全隐患。

地源热泵技术可以因地制宜地采取不同的形式，这不仅可以有效地克服传统热泵空调技术的局限和不足，还具有非常大的现实意义和实用价值，在节约环保和城市现代化方面有重要作用。

地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，常年保持在较适宜的10—20℃范围内。

冬季高于环境空气温度，夏季低于环境空气温度，这种地能温度较恒定的特性，使得地源热泵机不会因外界气候的变化出现空调供热不足甚至不能制热的情况，组运行更可靠、稳定。

地源热泵系统还非常耐用，一般室外地埋换热部分的寿命可达到50年，远高于一般空调机组。

且地源热泵主机设于机房内，避免风吹日晒，寿命也长于传统热泵机组。

1.2　节能、高效地源热泵系统是在地下与室内之间转移能量，在向室内提供单位能量时，电能的消耗主要用于压缩机的做功和使空调系统运行。

而室内空气与土壤之间的温差比室内与室外空气温差小很多，所以该系统工作效率比传统空调工作效率高。

其制冷、制热系数可达3.5-6，制冷时比传统中央空调系统运行效率要提高30%，与传统的空气源热泵相比，能效要高出40%以上。

因此，热源热泵技术具有良好的节能的作用。

1.3　绿色、环保、可再生地源热泵依靠对地下浅层地热资源的利用，不燃烧，不会释放温室气体，不会因为废弃物的排放对于环境造成污染。

探讨地源热泵技术在暖通空调节能中的应用
地源热泵技术是一种能够将低温热源（例如地下水、地表土壤等）的热能转换成高温热能供暖的技术。

与传统空调系统相比，地源热泵技术有着更高的节能效果。

首先，地源热泵技术能够利用地下水或地表土壤等低温热源，将其温度提高到适宜供暖的高温水。

这样，地源热泵系统可以在较低的能源消耗下提供相同的供暖效果。

除此之外，地源热泵系统还可以实现夏季的制冷。

与传统空调系统相比，地源热泵系统不用像传统系统那样随时需要对室内外的温差进行调整，而是利用地下热源的稳定温度来实现制冷，能够降低整个系统的运行成本。

在实际应用中，地源热泵系统的一些技术参数需要严格控制。

例如，地源热泵系统需要合理选择热交换器的材料和面积，以保证最大热量传递效率。

此外，还需要确保系统的管道布置和布局可以最大程度地利用地下热源的能量，同时避免系统的运行影响到地下水的流动和水质。

综上所述，地源热泵技术是一种可靠的暖通空调节能方案。

在实际应用过程中，需要严格控制技术参数，以保证系统的高效稳定运行，进一步提高节能效果。

探讨地源热泵技术在暖通空调节能中的应用地源热泵技术是一种利用地下热能进行空调供暖和制冷的节能技术。

其原理是通过地下热能的吸收和释放来达到调节室内温度的目的。

地源热泵技术的核心是利用地下热能进行能量转换。

地下热能的温度相对稳定，无论是夏天还是冬天，地下的温度都比较恒定，通常在10~20摄氏度之间。

地源热泵系统利用地下热能，通过地下热交换器来实现空调系统的调节。

地源热泵系统主要由地热采暖系统和地热制冷系统两部分组成。

在采暖系统中，地下热能通过地热采暖器吸收到热泵中，经过蒸发器的蒸发过程，吸收室内热量，然后经过压缩机的压缩过程，提高温度并释放到室内供暖。

在制冷系统中，地下热能通过地热制冷器吸收到热泵中，经过蒸发器的蒸发过程，吸收室内热量，然后经过压缩机的压缩过程，提高温度并释放到室外进行制冷。

1. 高效节能：地源热泵技术利用地下热能进行能量转换，高效利用可再生能源，能够节约大量的能源消耗，实现能源的可持续利用。

2. 环保低碳：地源热泵技术不产生排放物，不会对大气环境造成污染，具有很低的碳排放量，符合当前低碳环保的发展方向。

3. 稳定可靠：地下热能温度相对稳定，不受季节和气候变化的影响，地源热泵系统运行稳定可靠，不会受外界温度和气候波动的影响。

4. 舒适度高：地源热泵系统能够根据室内需求自动调节供暖和制冷，温度控制精准，能够提供舒适的室内环境。

5. 综合运营成本低：地源热泵系统初期投资较高，但长期运营成本较低，能够实现长远的节能效益，节省能源和运维成本。

在实际应用中，地源热泵技术可以用于各种建筑和场所的暖通空调系统，例如住宅、商业建筑、办公楼、医院、学校等。

地源热泵技术适用于任何地区的气候条件，无论是寒冷的北方地区还是温暖的南方地区，都能够高效稳定地运行。

探讨地源热泵技术在暖通空调节能中的应用地源热泵技术是利用地下的稳定温度来进行空调和供热的一种节能技术。

地下的温度相对较稳定，通常在5℃到30℃之间，远高于冬季空气的温度，远低于夏季空气的温度。

地源热泵通过利用地下的这一温度特点，实现了空调和供热的高效能耗。

地源热泵技术的工作原理是通过地下的地热能量来提供热量或冷量。

在冬季，地源热泵从地下吸收热量，然后通过压缩机等设备，将热量提取出来加热室内空气；在夏季，地源热泵将室内的热量通过地下排放，从而实现室内空调的降温。

使用地源热泵技术可以实现暖通空调的节能。

地源热泵利用地下的温度特点，避免了传统空调和供热系统中需要大量能源来加热或降温空气的情况，从而大幅度降低了能耗。

地源热泵技术可以利用可再生能源，如太阳能、风能等，通过地下的热能转换为热量或冷量，从而减少对传统能源的依赖，减少了环境的污染。

地源热泵技术具有稳定的运行性能，不受季节和气候的影响，可以在不同的气温条件下提供稳定的供热和冷却效果，从而提升了空调系统的稳定性和舒适度。

在实际的应用中，地源热泵技术可以用于各类建筑的暖通空调节能。

地源热泵可以应用于住宅建筑中，通过埋设地下的地源热泵系统，利用地下的温度为室内提供舒适的供热和冷却效果。

地源热泵还可以应用于商业建筑、办公楼、酒店等场所的空调系统中，实现节能减排的目标。

地源热泵技术也面临一些挑战和限制。

地源热泵系统的建设和运行成本相对较高，需要进行地下管道的埋设和热泵设备的安装等工作，增加了投资成本。

地质条件对地源热泵系统的运行效果有一定影响，例如地下水的流动和温度变化等因素对系统的性能有较大影响。

地源热泵还需要占用一定的土地面积来进行地下管道的布置，对于城市等土地资源紧张的地区可能存在限制。

地源热泵技术在暖通空调节能中的应用一、地源热泵技术的原理和特点地源热泵技术是一种利用地下土壤或地下水源进行能量交换的供暖制冷技术，其原理主要包括地热能的采集、热泵循环和室内热量传递三个过程。

地源热泵系统通过地下换热器采集地热能，经过热泵循环系统的工作，实现能量的传递和转换，最终将热能输送到建筑室内，实现室内空气的供暖和制冷。

地源热泵技术主要有水源热泵系统和地埋管热泵系统两种类型，其中水源热泵系统适用于临近水源的地区，地埋管热泵系统适用于土地资源丰富的地区。

地源热泵技术具有以下几个特点：1. 高能效比：地源热泵系统在能量转换过程中，利用地下恒定的温度进行能量交换，能够实现更高效的能量转换，具有较高的能效比。

2. 低运行成本：地源热泵系统在运行过程中不需要额外消耗燃料，减少了能源的消耗，并且由于地下热能源的稳定性和免费性，使得系统的运行成本较低。

3. 对环境友好：地源热泵系统在运行过程中不会产生有害气体排放，不会产生噪音污染，对环境友好。

4. 长寿命稳定性强：地源热泵系统的主要设备采用质量优良、材料稳定的产品，具有长寿命和稳定性强的特点。

5. 适用性广泛：地源热泵技术适用于不同地区的气候条件，无论是寒冷地区还是炎热地区都能够实现良好的运行效果。

二、地源热泵技术在供暖领域的应用地源热泵技术在供暖领域的应用形式主要包括地源热泵供暖和地源热泵辅助供暖两种形式。

地源热泵供暖是指将地源热泵系统作为建筑的主要供暖方式，通过地下热水或地下换热器采集的地热能源，直接向室内供应热水或热风，实现室内空气的制热。

地源热泵辅助供暖是指将地源热泵系统作为建筑的辅助供暖设备，与传统的供暖设备（如锅炉、电热、燃气供暖）配合使用，通过地源热泵系统提供的热能源辅助传统供暖设备进行供暖。

地源热泵技术在供暖领域具有明显的优势，主要表现在以下几个方面：（1）良好的节能效果：地源热泵系统能够有效利用地下热能源进行供暖，不受气温变化的影响，能够实现全年的节能供暖，有效降低了建筑的供暖能耗。