地源熱泵在建筑節(jié)能中的應(yīng)用

地源熱泵在建筑節(jié)能中的應(yīng)用

Summary：在建筑節(jié)能領(lǐng)域，地源熱泵的應(yīng)用十分廣泛，既可以應(yīng)用于建筑物的采暖、制冷、生活熱水、供暖等，也可以應(yīng)用于蒸汽加熱、生活洗浴。地源熱泵系統(tǒng)具有可調(diào)節(jié)性強(qiáng)、能耗低、運(yùn)行費(fèi)用低的特點(diǎn)。因?yàn)榈卦礋岜迷诮ㄖ?jié)能方面綜合性能較好，是一種可再生能源高效利用的新技術(shù)，所以近年來逐漸受到人們的關(guān)注。本文就地源熱泵在建筑節(jié)能中的應(yīng)用展開探討，以期可以提供借鑒。Keys：地源熱泵；建筑節(jié)能；應(yīng)用引言：我國節(jié)能建筑的發(fā)展正朝著節(jié)能和環(huán)保方向邁進(jìn)，目前我國許多城市都采用了地源熱泵系統(tǒng)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)，地源熱泵系統(tǒng)與傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)相比具有節(jié)能、環(huán)保、低碳的特點(diǎn)。在不增加建筑物負(fù)荷的情況下降低建筑節(jié)能成本，其運(yùn)行費(fèi)用低、管理方便，是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能減排目的的一種新技術(shù)。一、地源熱泵系統(tǒng)與其他能源相比較的優(yōu)勢1、地源熱泵機(jī)組運(yùn)行效率高：與空調(diào)機(jī)組相比，地源熱泵機(jī)組的運(yùn)行效率高達(dá)70%以上，能耗降低20%左右，尤其是在夏季制冷時，可以達(dá)到夏季制冷的效果。2、節(jié)能環(huán)保：傳統(tǒng)采暖和制冷方式能耗占總能耗的60%~70%，而利用地源熱泵技術(shù)后可使能源利用率提升20%以上。對于寒冷地區(qū)或嚴(yán)寒地區(qū)，可有效提升室內(nèi)溫度；可有效改善建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量。3、可利用清潔熱水資源：夏季氣溫超過30℃時，由于地下熱水（或地下水）有較大溫差可供調(diào)節(jié)使用而達(dá)到制冷目的。4、節(jié)能效果明顯：地能熱水不僅能夠滿足生活熱水需求，還可以用于供暖?？梢杂行У靥岣呤覂?nèi)溫度，是冬季取暖和夏季制冷方式的最佳替代品，而且冬季不需要電力采暖。5、運(yùn)行安全可靠：因地源熱泵系統(tǒng)是由高溫地?zé)崴疄閯恿︱?qū)動系統(tǒng)，與空氣換熱換氣或其他方式相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)采暖供暖（制冷）功能、提供生活熱水，故系統(tǒng)運(yùn)行過程中不會出現(xiàn)對環(huán)境造成污染的情況。二、地源熱泵技術(shù)應(yīng)用方面存在的問題研究1、系統(tǒng)選型不合理建筑熱泵系統(tǒng)的選型直接影響到其應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。一般情況下，熱泵系統(tǒng)由一臺機(jī)組和一套熱泵機(jī)組組成，其中熱泵機(jī)組有兩種，分別是熱泵機(jī)組和冷凝器。而我國在實(shí)際應(yīng)用中，卻存在著冷凝器與熱泵機(jī)組選型不合理、運(yùn)行不正常的問題，有很多的建筑為了提高室內(nèi)溫度，在設(shè)計(jì)時選擇了大量空調(diào)機(jī)組，卻忽略了實(shí)際環(huán)境條件與空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)的匹配問題，導(dǎo)致很多機(jī)組因?qū)嶋H效果不佳而停運(yùn)。還有部分用戶為了追求快速制熱、更快收冷或降低系統(tǒng)能耗，在建筑設(shè)計(jì)中忽略空調(diào)機(jī)組性能和室外溫度對系統(tǒng)效率和性能的影響。2、制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在缺陷地源熱泵機(jī)組制冷系統(tǒng)是影響其節(jié)能的主要因素之一。首先，從制冷原理上看，地源熱泵的制冷系統(tǒng)與一般空調(diào)系統(tǒng)相比，主要是利用水作為制冷介質(zhì)。但是，其與空氣制冷方式相比，同樣消耗一度電。其次，從制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)上看，地源熱泵系統(tǒng)屬于二次加冷，需要充分考慮冷媒自身的能量。目前國內(nèi)一些研究單位和企業(yè)還沒有在地源熱泵制冷技術(shù)方面做出相應(yīng)研究工作。由于地源熱泵系統(tǒng)涉及多個專業(yè)系統(tǒng)與設(shè)計(jì)單位，而且國內(nèi)多家企業(yè)在地源熱泵工作過程中存在著一定程度上的技術(shù)不成熟問題，這會使地源熱泵制冷技術(shù)與設(shè)計(jì)工作處于一種真空狀態(tài)。3、地源熱泵末端設(shè)備還需不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)目前，許多國家和地區(qū)對地源熱泵末端設(shè)備的設(shè)計(jì)已有成熟的規(guī)范，以美國為例，其《制冷和采暖設(shè)備用地源熱泵機(jī)組》(AORR)、《空氣源熱泵機(jī)組》(SGS)、《水系統(tǒng)用地源熱泵機(jī)組》(FREE）等規(guī)范中已有很多條款說明末端設(shè)備的設(shè)計(jì)必須符合AORR和SGS等規(guī)范法規(guī)。同時，也有一些國家在制定這些規(guī)范時還未考慮到地源熱泵末端設(shè)備是否符合AORR和SGS等相關(guān)規(guī)范法規(guī)的要求。4、技術(shù)人員對地源熱泵技術(shù)知識欠缺我國地源熱泵技術(shù)的發(fā)展與普及，不僅要求技術(shù)人員具備較高的理論知識，而且也要求他們具備較高的實(shí)踐能力以及豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。但是在我國從事該領(lǐng)域的技術(shù)人員仍以老年人為主，而且還沒有太多與之相關(guān)的專業(yè)知識儲備，無法適應(yīng)現(xiàn)代化快速發(fā)展的社會要求，制約了該領(lǐng)域健康快速的發(fā)展。雖然近年來我國地源熱泵發(fā)展很快，但是地源熱泵技術(shù)仍處于發(fā)展初期，在相關(guān)政策方面、設(shè)備選用方面還有很大的欠缺，相應(yīng)的配套措施不夠完善。三、地源熱泵在我國建筑節(jié)能中的應(yīng)用分析地源熱泵的特點(diǎn)是能夠直接把來自地下高溫高壓環(huán)境熱量轉(zhuǎn)化到室內(nèi)，并提供到用戶家中使用。地源熱泵不需要水電，采用地源熱泵系統(tǒng)比利用常規(guī)能源效果更好。地源熱泵系統(tǒng)還可以代替部分大型中央空調(diào)系統(tǒng)，從而降低了運(yùn)行成本。并且可以替代燃煤供暖的方式來實(shí)現(xiàn)低碳減排的目標(biāo)，緩解目前煤炭資源緊張的狀況。由于地源熱泵不需要水源消耗電能，因此其使用壽命長、成本低、具有較高的環(huán)保性能和良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。地能作為一種可再生能源，對可再生能源的替代是一種趨勢。根據(jù)世界各國研究成果表明，目前對地源熱泵的研究主要集中在地源熱泵集中供熱方面，盡管地源熱泵利用相關(guān)先進(jìn)技術(shù)得到了快速發(fā)展，但目前國內(nèi)地能應(yīng)用仍處于起步階段。在我國使用的主要形式是采暖、制冷和生活熱水熱泵機(jī)組。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前我國地源熱泵系統(tǒng)使用面積已達(dá)到4000萬m2，全國每年新增面積達(dá)30億m2以上。在我國南方地區(qū)，每年建筑物熱負(fù)荷總量約4億m2，其中有3億m2是集中供熱區(qū)域。按照目前城市發(fā)展規(guī)劃，這些區(qū)域供熱設(shè)施都需要更新改造，在新建居住建筑中都要預(yù)留一定面積作為地源熱泵改造范圍內(nèi)的供熱管道配套建設(shè)熱源及熱用戶使用。對于已經(jīng)建成的建筑在實(shí)施工程中應(yīng)合理確定熱泵機(jī)組的應(yīng)用比例。地源熱泵技術(shù)是一種在可再生能源技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)新能源技術(shù)，與傳統(tǒng)能源相比具有更高的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，且容易獲得多種形式，可以與其他能源并用，并且地源熱泵便于安裝和運(yùn)行，維修起來也相對方便，適合我國當(dāng)前發(fā)展的國情，可以更好地滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需要。對地?zé)豳Y源加以合理利用后能夠使傳統(tǒng)采暖和制冷設(shè)備得到極大的改進(jìn)，并提高工作效率，在實(shí)際建筑中可以充分發(fā)揮其節(jié)能作用。另外，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)生活不斷發(fā)展壯大，這也為城市住宅節(jié)能工作提出了更高要求。因此廣泛推廣地源熱泵作為建筑節(jié)能技術(shù)使用，這是非常有必要的。結(jié)束語：綜上所述，我國的地源熱泵技術(shù)具有相當(dāng)大的優(yōu)勢，已經(jīng)初步在我國得到廣泛應(yīng)用，取得了顯著成效，但仍然還有待改進(jìn)的工作，需要相關(guān)人員多加重視，繼續(xù)完善。未來我國的地源熱泵技術(shù)具有更廣闊的發(fā)展前景，要不斷創(chuàng)新方案，使其引領(lǐng)新時代建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)新潮流，促進(jìn)其節(jié)能減排事業(yè)不斷發(fā)展。Reference：[1]王逸飛.地源熱泵技術(shù)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用及技術(shù)研究[J