[摘要]地源熱泵(GSHP)是一種先進(jìn)的高效節(jié)能,環(huán)保的冷暖性中央空調(diào)系統(tǒng)。它所需的能量來源于自然能源,并且不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣、是一種理想的"綠色空調(diào)"。該系統(tǒng)無論嚴(yán)寒地區(qū)或熱帶地區(qū)均可應(yīng)用�？蓮V闊應(yīng)用在辦公樓、賓館、住宅等領(lǐng)域。本文結(jié)合某項(xiàng)目工程應(yīng)用實(shí)例,介紹了地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在城鎮(zhèn)小區(qū)中的實(shí)際應(yīng)用。 

　　[關(guān)鍵詞]地源熱泵節(jié)能環(huán)保工程應(yīng)用 　 

　　一、地源熱泵系統(tǒng)介紹 

　　地源熱泵(GSHP)是一種先進(jìn)的高效節(jié)能,環(huán)保的冷暖性中央空調(diào)系統(tǒng),它是一種以土壤或地下水作為低溫?zé)嵩吹臒岜每照{(diào)技術(shù),其原理是依靠少量的電力驅(qū)動壓縮機(jī)完成制冷循環(huán),利用土壤溫度相對穩(wěn)定(不受外界氣候變化的影響)的特點(diǎn),通過深埋土壤的閉環(huán)管線系統(tǒng)進(jìn)行熱交換,夏天向地下釋放熱量,冬天從地下吸收熱量,從而實(shí)現(xiàn)制冷或供熱的要求,地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行原理可見圖1。 

　　由于系統(tǒng)采取了特殊的換熱方式,使之具有傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)無法比擬的高效節(jié)能優(yōu)點(diǎn)。地源熱泵系統(tǒng)徹底解決了有一般空調(diào)室外機(jī)所造成的熱島效應(yīng)對大氣壞境的污染,可完全取代鍋爐和其他傳統(tǒng)供暖方式和空調(diào)系統(tǒng),且土壤中的熱量來源與太陽能,它永無枯竭,是一種可再生能源。 

　　二、項(xiàng)目地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成 

　　本項(xiàng)目工程包括住宅小區(qū)、學(xué)校、政府辦公樓等�？偯娣e約25萬平方米,其中:住宅面積約18.64萬平米,學(xué)校和辦公等公共建筑面積約6.4萬平米,現(xiàn)已基本建成。 

　　項(xiàng)目采用了地下水式水源熱泵技術(shù),它是地源熱泵技術(shù)的一種,是國家新能源戰(zhàn)略規(guī)劃中所大力倡導(dǎo)的可再生能源利用技術(shù)的一種。水源熱泵技術(shù)是利用地球表面淺層水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太陽能和地?zé)崮芏�形成的低溫低位熱能資源,并采用熱泵原理,通過少量的高位電能輸入,實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移的一種技術(shù)。 

　　1、末端系統(tǒng) 

　　室內(nèi)末端采用風(fēng)機(jī)盤管換熱系統(tǒng),三速開關(guān)控制調(diào)節(jié),分高中低三檔。冬天制熱、夏季制冷,并可根據(jù)用戶需要進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。 

　　2、動力機(jī)房系統(tǒng) 

　　動力機(jī)房集中設(shè)置在住宅小區(qū)中部的地下動力站中。系統(tǒng)冬季提供45℃/40℃的熱煤水, 以滿足供熱要求;夏季提供7℃/12℃的冷煤水,以滿足制冷要求,一套系統(tǒng),冬夏兩用。 

　　3、水源系統(tǒng) 

　　水源井共25眼,其中8眼為抽水井,16眼為回灌井,1眼為備用井,單井抽水理為100m3/h,抽回灌比為1:2。 

　　每口井裝有潛水泵和回灌管,定期倒換。井間距25米,距建筑物間距大于10米。為防止長期使用出現(xiàn)積砂現(xiàn)象,在動力機(jī)房北側(cè)修建了調(diào)峰沉砂池,以備機(jī)組供水。 

　　4、室內(nèi)、外管網(wǎng)系統(tǒng) 

　　系統(tǒng)負(fù)荷側(cè)室內(nèi)、外水系統(tǒng)采用兩管制異程變流量系統(tǒng),進(jìn)入室內(nèi)的每個支管上安裝有自力式壓差平衡閥以保證系統(tǒng)的水力平衡。 

　　室外管網(wǎng)采用四路分區(qū)供水,住宅小區(qū)三路,其中公共建筑一路,以解決不同使用時間和不同負(fù)荷下的調(diào)節(jié)問題。負(fù)荷側(cè)和水源側(cè)室外管網(wǎng)全部采用鋼管直埋敷設(shè),直埋敷設(shè)管道的保溫材料為的聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料,保護(hù)殼材料采用高密度聚乙烯外護(hù)管。 

　　動力站及末端室內(nèi)管道采用鋼管材質(zhì),支吊架安裝,橡塑保溫。 

　　5、計(jì)量系統(tǒng) 

　　系統(tǒng)全部安裝了分戶計(jì)量裝置,分戶計(jì)量表為預(yù)付費(fèi)式機(jī)械熱量表。 

　　三、地源熱泵空調(diào)與其他空調(diào)系統(tǒng)比較 

　　地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)與普通空調(diào)系統(tǒng)相比,其主要的區(qū)別在于,地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是利用土壤進(jìn)行棄熱和棄冷,而普通空調(diào)系統(tǒng)則通過室外空氣或水進(jìn)行棄熱棄冷。通過一組或多組有水基溶液流過的小直徑環(huán)形管道,這環(huán)形管道可以垂直或水平埋伏到地下一定的深度,也可以將環(huán)形管道通過一定容量的池塘或井里,用低溫或水溫改變管道內(nèi)水基的溫度。在供熱或供熱水時,水基溶液從地層吸取熱量,然后將熱量帶到地源熱泵裝置,此裝置如同一臺水箱的工作過程,將從地底下抽出的熱能壓縮成以定的高溫送到家里。如果要制冷,全部過程只是反過來,制出的冷氣可用于室內(nèi)降溫。 

　　四、地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn) 

　　1、高效、節(jié)能 

　　夏季高溫差的散熱和冬季低溫差的取熱,使得地源熱泵系統(tǒng)換熱效率很高。因此在生產(chǎn)同樣熱量的時候,只需小功率的壓縮機(jī)就可以實(shí)現(xiàn),而且冬季運(yùn)行不需要任何輔助熱源和除霜,大大減少電能消耗和除霜的損失,從而達(dá)到節(jié)能的目,其耗能僅為普通中央空調(diào)加鍋爐系統(tǒng)的50%-60%。 

　　2、環(huán)保無污染 

　　地源熱泵系統(tǒng)在冬季供熱時,不需要鍋爐,無燃燒產(chǎn)物排放;夏季制冷是無廢氣排放到大氣中,保護(hù)了環(huán)境,毫無污染。 

　　3、低運(yùn)行費(fèi)用 

　　地源熱泵系統(tǒng)的高效節(jié)能特點(diǎn),決定它的低運(yùn)行費(fèi)用。維修量極少,折舊費(fèi)和維修費(fèi)也都大大低于傳統(tǒng)空調(diào)。 

　　4、低維護(hù)費(fèi)用 

　　地源熱泵系統(tǒng)不帶有室外安裝的設(shè)備,不設(shè)冷卻塔,屋頂風(fēng)機(jī),且安裝維護(hù)費(fèi)用低。壓縮及工作穩(wěn)定,不會出現(xiàn)傳統(tǒng)設(shè)備中制冷劑壓力過高或過低的現(xiàn)象,其維護(hù)費(fèi)用大大低于中央空調(diào)。 

　　5、簡單的控制設(shè)備 

　　一般地源熱泵系統(tǒng)采用將地源熱泵機(jī)組分散安裝于各處所(居室.會所。辦公室等)的方式,中央控制僅需選擇水路控制,除去了一般中央空調(diào)集中控制所有參量的復(fù)雜環(huán)節(jié),從而降低控制成本。在分散安裝單元(居室、會所、辦公室內(nèi))可跟居用戶要求設(shè)不同的體積很小的端控制器,實(shí)現(xiàn)從最簡(起停、供暖、制冷三檔)到復(fù)雜的可編輯程智能控制方式。 

　　6、運(yùn)行靈活,系統(tǒng)可靠性強(qiáng) 

　　每臺機(jī)組可獨(dú)立制冷或供熱,個別機(jī)組故障不影響整個機(jī)組的運(yùn)行,系統(tǒng)可靠性大大優(yōu)于傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)。 

　　7、節(jié)省占地空間 

　　沒有中央機(jī)房.冷卻塔和其它室外設(shè)備,沒有中央空調(diào)集中占地問題,節(jié)省了空間和地皮,產(chǎn)生附加經(jīng)濟(jì)效益,并改善了建筑外部形象。 

　　8、較長的使用壽命 

　　經(jīng)國外運(yùn)行驗(yàn)證,機(jī)組壽命均在15年甚至20年以上。 

　　9、易于管理 

　　實(shí)現(xiàn)機(jī)組獨(dú)立計(jì)費(fèi),分戶計(jì)表,方便業(yè)主對整個系統(tǒng)的管理。 

　　10、應(yīng)用靈活 

　　靈活性強(qiáng),可用于新建工程或擴(kuò)建,可逐步分期施工。 

　　11、房地產(chǎn)開發(fā)商經(jīng)濟(jì)效益好 

　　解決供暖難題,50%的運(yùn)行費(fèi)用可帶來新的賣點(diǎn);無需中央機(jī)房,提高建筑物使用率,對房屋的銷售十分有利;可以分期投資安裝機(jī)組部分,避免傳統(tǒng)中央空調(diào)前期投資大,占壓開發(fā)資金,有利于資金的整體運(yùn)作。 

　　五、結(jié)束語 

　　地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在我國是一項(xiàng)新的技術(shù),它是一項(xiàng)跨專業(yè)、跨學(xué)科的綜合能源利用技術(shù),需要通過相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的通力協(xié)作,做好勘測、設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試等各項(xiàng)工作才能使系統(tǒng)達(dá)到要求的節(jié)能、環(huán)保性能。近幾年在全國各地已經(jīng)有大量工程投入使用,應(yīng)該積極對實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié),以其使地源熱泵這項(xiàng)利國利民的可再生能源利用技術(shù)得到健康有序的發(fā)展。 

　　參考文獻(xiàn): 

　　[1] 殷平.地源熱泵在中國[C].見:現(xiàn)代空調(diào)(3) .北京:中國建筑工業(yè)出版社,2001:1-8 

　　[2] 陳焰華,祁傳斌,茅貴文等.武漢地區(qū)水源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用前景分析[C]. 見:暖通空調(diào)新技術(shù)(4) .北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002 :33-36 

　　[3] 徐偉等譯,地源熱泵工程技術(shù)指南[M] .北京:中國建筑工業(yè)出版社,2001 

　　[4] 刁乃仁,方肇洪.地源熱泵--建筑節(jié)能新技術(shù)[J] .建筑熱能通風(fēng)空調(diào),2004,23(3) :18-23