談地源熱泵及其在工程中的應(yīng)用機(jī)理

1、談地源熱泵及其在工程中的應(yīng)用機(jī)理摘要：隨著社會(huì)日益發(fā)展，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防，軍事等各行各業(yè)取得了突破性的進(jìn)展，能源問題是發(fā)展中國家的一大難題，隨著我國體制改革的深入，繼住房和醫(yī)療改革之后，供熱及空調(diào)行業(yè)改革已成為與百姓生活密切相關(guān)的又一件大事。節(jié)能、環(huán)保已經(jīng)不是一個(gè)陌生的話題，供熱及空調(diào)行業(yè)采用可再生能源是當(dāng)務(wù)之急。《中華人民共和國可再生能源法》稱可再生能源，是指風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能等非化石能源。地?水能、地?zé)崮?/p>

2、)自然是供熱及空調(diào)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能源。關(guān)鍵詞：熱泵；地源熱泵；節(jié)能；環(huán)保地源熱泵分為水源熱泵和土壤源熱泵，其最大的優(yōu)點(diǎn)是高效、節(jié)能、環(huán)保。水源熱泵是利用深井水或海洋、江湖水在冬季給室內(nèi)間接提供熱量；在夏季給室內(nèi)間接提供冷量。其最大的優(yōu)點(diǎn)是：可以減少空調(diào)系統(tǒng)在屋頂?shù)氖褂妹娣e，同時(shí)也減少了運(yùn)行費(fèi)用。土壤源熱泵是廣泛存在在淺層地層的再生能源，基本不受地域和氣候的影響，其溫度基本恒定、不大于28℃。有別于地層3千米～5千米以下傳統(tǒng)深層地?zé)崮堋?/p>

3、工作原理基本同水源熱泵。由于各大設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)工作者對熱泵機(jī)組的理解不到位，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中不愿意大膽嘗試設(shè)計(jì)地源熱泵機(jī)組，用戶無法得到節(jié)能的實(shí)惠。為此首先談一下熱泵及熱泵機(jī)組。熱泵屬于可再生能源利用技術(shù)，根據(jù)熱力學(xué)第二定律：熱泵是以電能作為動(dòng)力，靠機(jī)械做功，將熱量從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體中的機(jī)械裝置。也可以講熱泵是借鑒水泵一詞而來。水泵將水從低處遞至高處，而熱泵將低溫位熱能轉(zhuǎn)換成高溫位熱能提供利用。熱泵在本質(zhì)上和制冷機(jī)相同，只是運(yùn)行工況不

4、同。兩者區(qū)別在于熱泵有制冷和制熱兩大功能，而制冷機(jī)只有制冷功能。熱泵分類：熱泵以能源來源可分水源熱泵、土壤源熱泵、空氣源熱泵。水源熱泵利用地下水、湖泊水、河水、工業(yè)廢水為來源的熱泵：土壤源熱泵是利用地層內(nèi)鉆孑L埋換熱管，通過土壤埋管換熱的熱泵；空氣源熱泵是利用大氣為室內(nèi)提供冷熱量。熱泵以新型制冷劑分：R407C、R410A、R134a新型綠色制冷劑代替R22。這樣可以防止破壞大氣中的臭氧層，是環(huán)保的使者。熱泵以壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)分：適用于大容量

5、的多機(jī)頭活塞式壓縮機(jī)熱泵、離心式壓縮機(jī)熱泵、螺桿式壓縮機(jī)熱泵；適用于小容量的半封閉活塞式壓縮機(jī)熱泵、，全封閉蝸旋式壓縮機(jī)熱泵、直流變頻壓縮機(jī)熱泵。熱泵機(jī)組的組成，壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、四通閥(節(jié)流閥)或換向閥(只限于小容量的熱泵)。為了便于設(shè)計(jì)工作者為用戶進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，選擇合理方案。將不同能源來源的熱泵(水源熱泵、土壤源熱泵、空氣源熱泵)比較如下：2008年3月總第153期陜西建筑熱泵釋放能源載體優(yōu)點(diǎn)不足之處適用范圍室內(nèi)溫度：冬季18

6、℃一20℃，夏季24℃一26℃。具體工程中換熱量的計(jì)算和傳統(tǒng)的模式相同，比較簡單，不再敘說。2據(jù)有關(guān)資料介紹：5米以下的土壤平均溫度隨各地的情況有所不同，但基本不會(huì)隨季節(jié)的變化而變化，且約等于該地區(qū)的年空氣平均溫度，一般來講地層30m—lOOm之內(nèi)為恒溫層水溫變化1390—25“C。需要制熱的冬季，其溫度比室外的空氣溫度高；需要制冷的夏季，其溫度比室外的空氣溫度低，這樣，熱泵工質(zhì)與土壤溫差在冬夏兩季都保持在較高的水平上?？商岣咧茻嵯禂?shù)或

7、制冷系數(shù)，也可以使土壤源熱泵在夏季獲得較低的冷凝溫度；在冬季獲得較高的蒸發(fā)溫度。全年在較高的cop下運(yùn)行。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中對埋管設(shè)計(jì)可參照文獻(xiàn)[4]。工作原理：見附圖二土壤源熱泵機(jī)組工作原理圖特別說明：以上兩原理圖下的數(shù)據(jù)由熱泵機(jī)組專業(yè)廠家提供，可供參考。由以上兩種地源熱泵的應(yīng)用形式、系統(tǒng)組成可以明顯知道，要比傳統(tǒng)的空調(diào)形式、系統(tǒng)組成復(fù)雜一點(diǎn)，同時(shí)土壤源熱泵在施工方面難度會(huì)大一些，是利用國土資源，而且需要地下面積會(huì)大的多。必須取得政府部

8、門的支持和幫助。3結(jié)論：(1)地源熱泵是節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、回收期短的高效節(jié)能裝置。(2)根據(jù)地域特點(diǎn)選擇熱泵的形式又是節(jié)能行之有效的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)工作者和用戶在選擇次序上應(yīng)該優(yōu)先選擇水源熱泵，其次選擇土壤源熱泵，最后選擇空氣源熱泵。(3)地源熱泵項(xiàng)目是初投資偏高，回收期短的優(yōu)化工程，作為一種高效的環(huán)保節(jié)能綠色產(chǎn)品，地源熱泵在我國有著廣闊的應(yīng)用前景。它的應(yīng)用將產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。根據(jù)我國能源發(fā)展現(xiàn)狀大力推行地源熱泵是順理成章的，