所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2017-10-31 11:07 熱度:
地源熱泵是一種高效節能的設備,在城市供暖系統中發胡子和重要作用,本文首先分析了地源熱泵的工作原理,隨后針對地源熱泵的特性提出應用建議。
《暖通空調》始終以“新穎、實用、準確、精練”為辦刊方針,以提高全行業素質、推動全行業技術交流與發展為宗旨,及時報道國家有關建筑節能和環境保護的重大技術政策,建筑環境與設備工程中供暖、通風、空調、制冷及潔凈技術方面的研究成果、學術論文、先進技術、工程總結、設計經驗、設備開發與運行管理以及行業學術活動與設備市場信息。
城市化建設規模不斷擴大背景下,我國所擁有的廣大能源也會逐漸被消耗殆盡。如何對淺層地熱能源加以開發,結合熱泵技術對供熱、供暖、制冷等問題加以處理,既是我國深刻踐行能源優化整合的必然選擇,同時也是當前該行業相關工作人員最亟待解決的問題之一。本文依據這一實際情況,以地源熱泵在暖通空調設計中的應用為研究對象,從地埋管地源熱泵暖通空調系統原理、地埋管地源熱泵暖通空調系統埋管形式的選擇以及地埋管地源熱泵暖通空調系統的優勢分析這三個方面入手,對其進行了較為詳細的分析與闡述,并據此論證了做好這一工作在兼顧節能減排與城市化建設發展過程中所起到的至關重要的作用與意義。
從理論上來說,地源熱泵是一種以淺層地熱能源既能制冷又能制熱的特性為依據而形成的高效節能空調設備。它能夠通過少量高品位能源的輸入,而實現低溫位熱能向高溫位熱能的轉移。我國在城市化建設中所面臨的能源緊缺問題使得這種新型的地源熱泵技術成為了能源優化戰略的必然選擇與發展趨勢,大量的實踐研究結果表明:地源熱泵技術正在以20%以上的速度在世界范圍內大規模興起,這種技術不僅較傳統的制冷制熱技術在能源需求方面有所改善,同時還有效的節約了成本開支,是城市供暖供冷的最理想選擇。如何在地源熱泵技術這種優越的發展背景下,將其與暖通空調設計相結合,使其在供暖質量一定的基礎上,兼顧成本開支與節能的問題,已成為當前相關工作人員需要特別加以關注的問題之一。筆者現結合實踐工作經驗,就這一問題談談自己的看法與體會。
一、地源熱泵的基本概述分析
我們知道,地源熱泵技術按照地熱能交換形式的不同可以分為地下水地源熱泵技術、地上水地源熱泵技術以及地埋管地源熱泵技術這三大類。其中,地上水地源熱泵技術需要以江河湖海為載體與地源熱泵機進行冷熱交換,但這種地源熱泵技術僅僅適用于建筑物周圍水源豐富的區域,受環境的制約性比較大;其次,地下水地源熱泵技術需要通過熱泵機內部的可循環換熱系統與水泵所抽取的地下水進行冷熱交換,它對建筑物的覆蓋面積有著明確的要求,只適用于建筑周圍平淡開闊的建筑物,在城市緊湊化建設中應用程度也不夠廣泛,為此,筆者現選取在城市化暖通空調設計中應用程度比較廣泛、效果比較顯著的地埋管地源熱泵技術與其應用系統為例,對其做詳細分析與說明。
(一)地埋管地源熱泵暖通空調系統原理分析。筆者認為地埋管地源熱泵暖通空調系統最大的特點在于它將空調系統的熱交換器埋在地下,以水源在高強度、高密封性塑料管環路中的持續、循環流動為載體,實現暖通空調與打的土壤進行冷熱交換的目的。一方面,在夏季高溫天氣狀況影響下,地埋管地源熱泵機組能夠將建筑物所吸收到的熱能轉移到地下存儲,達到對建筑物降溫的目的;另一方面,在冬季低溫天氣狀況影響下,地埋管地緣熱泵系統又能夠將地下土壤在夏季所儲存的熱能轉移到建筑物內,同時將建筑物內的冷量轉移到地下儲存,達到為建筑物供暖的目的。
(二)地埋管地源熱泵暖通空調系統埋管形式選擇分析。一般來說,當前技術條件支持下地埋管地源熱泵系統的埋管方式可以分為水平式與垂直式兩種。在暖通空調系統實際設計工作中,我們可以根據施工區域內的地表面積、地質構造以及鉆孔開支等因素對這兩種埋管方式進行合理選擇。然而筆者認為:就水平式埋管而言,雖然它期初的鉆孔費用開支比較小,但其后期整個系統的換熱性能較垂直式埋管而言要小得多,并且這種水平式的埋管受建筑區域地質構造的影響程度比較大,在暖通空調實際設計中的應用并不廣泛。垂直式的地埋管地源熱泵暖通空調系統才是我們研究的重點。
(三)地埋管地源熱泵暖通空調系統的優勢分析。我們需要認識到這種地埋管地源熱泵暖通空調系統從本質上來說是可再生能源有效利用的技術之一。與傳統意義上的建筑物供暖制熱系統技術相比,這種地埋管地源熱泵暖通空調系統在優化節能50%~60%的同時,也節約了40%~70%的成本費用開支,是經濟性與節能型的有效統一。與此同時,地埋管尤其是垂直式地埋管對地下水資源的破壞程度低,高密封性能的環狀塑料管對地下土壤的污染程度小,是適合我國當下生態型小區的建設要求的。并且整個暖通空調系統在供暖與制冷的作業過程中零燃燒、零排放,對建筑區域的適宜性比較強,整個熱泵機組在供冷的同時也能供熱,一機兩用,既節省了投資又節約了系統占地面積。
二、結束語
總而言之,我國豐富的淺層地表地能資源是地源熱泵暖通空調系統得以設計與應用的能源基礎。地埋管地源熱泵暖通空調在降低能耗與節約成本等方面呈現出的優勢需要引起我們足夠的重視。筆者深知,只有因地制宜的采取不同形式的地源熱泵技術對暖通空調系統技術進行優化整合,同時克服這種技術在應用過程中的不足與缺陷,才能推動暖通空調、地源熱泵技術又好又快向前發展。
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文章標題:地源熱泵在暖通空調設計中的運用
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