摘要：在暖通空調(diào)設(shè)計與應(yīng)用過程中，雖然為人們營造了極其舒適的環(huán)境，但是其能耗問題卻成為了需要重點關(guān)注的問題，結(jié)合相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析得出，在一些發(fā)達國家的建筑應(yīng)用中，中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗已經(jīng)占據(jù)到總能耗的一半以上，這樣為電力和能源造成極大的壓力，并且隨著廢氣排放量的增加，導(dǎo)致溫室效應(yīng)和酸雨的問題逐漸嚴(yán)重，因此不斷開發(fā)節(jié)能、環(huán)保型的暖通空調(diào)已經(jīng)成為各個國家需要重點關(guān)注的問題。下面本文對地源熱泵供暖空調(diào)技術(shù)及其優(yōu)化方式進行探究和分析，以供相關(guān)人員參考。

　　關(guān)鍵詞：地源熱泵;供暖空調(diào);優(yōu)化方式

　　0前言：經(jīng)濟的快速發(fā)展所帶來的最大問題就是環(huán)境污染和生態(tài)環(huán)境惡化的問題，并且對于能源消耗的情況來看，越來越多的國家已經(jīng)在致力于可再生清潔能源的開發(fā)與研究。現(xiàn)階段消耗建筑總能耗比例最多的就是采暖和空調(diào)系統(tǒng)。多數(shù)電網(wǎng)負(fù)荷高峰期用于空調(diào)方面的電力占據(jù)了大約三分之一，導(dǎo)致極限拉閘的問題逐漸嚴(yán)重。并且經(jīng)過相關(guān)數(shù)據(jù)表示，建筑運行的能耗占據(jù)總能耗的30%，因此對于空調(diào)的節(jié)能設(shè)計已經(jīng)迫在眉睫，而地源供暖已經(jīng)成為目前建筑工程中供暖空調(diào)技術(shù)發(fā)展的主要方向，與傳統(tǒng)能源相比較而言，該種形式的供暖更加清潔和節(jié)能，并且地理位置與氣候?qū)ζ涞挠绊懣梢院雎圆挥嫞�已�?jīng)成為目前我國在供暖空調(diào)設(shè)計中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)。

　　1地源熱泵系統(tǒng)簡介與特點分析

　　目前所說的地源熱泵主要是將巖體、地下水以及地表水的能量提取，結(jié)合溫差來實施冷熱交換，以此形成供熱或者制冷的技術(shù)。這一技術(shù)誕生于1912年的瑞士，在五十年代歐洲發(fā)展成熟，在七十年代第一次能源危機之后，受到世界各國的推崇[1]。我國在1997年與美國簽訂了熱泵系統(tǒng)引進協(xié)議，并且積極鼓勵我國內(nèi)部發(fā)展該技術(shù)。對于我國的土地資源而言，其淺層的地能資源潛力巨大，每年土壤可采集的低溫能量在百米之內(nèi)就可達到1.5*1012KW，而百米內(nèi)部的地下水每年可采集低溫能量為2.2*108KW，土壤采集和水分采集的能量占據(jù)我國發(fā)電機裝機容量的4億KW的3750倍的一半。

　　2地源熱泵技術(shù)的優(yōu)勢分析

　　2.1管理便捷、占地空間小

　　目前地源熱泵供暖空調(diào)技術(shù)已經(jīng)不再利用冷卻塔、鍋爐房和一些其他的室外設(shè)施，并且不利用煤場和渣場，這樣可以節(jié)省很多的占地空間，而隨著經(jīng)濟效益的不斷增加，由于地源熱泵的高質(zhì)量能夠有效的改善工程的外部形象，并且可以減少一定的維修費用，對于地源熱泵的應(yīng)用而言，不需要專門的人員去看守，能夠節(jié)省大量的人工資本，其獨立計費和分戶計量的方式能夠便于管理人員更加便捷的管控該系統(tǒng)。

　　能源論文投稿刊物：《區(qū)域供熱》以宣傳國家關(guān)于供熱設(shè)施的建設(shè)方針、政策為宗旨，介紹國內(nèi)外熱能生產(chǎn)、輸配先進技術(shù)及新材料、新設(shè)備、新工藝的研究與應(yīng)用情況，刊載城市供熱規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、管理的專題文章，以宣傳節(jié)約能源、減少環(huán)境污染、改善人民的生活環(huán)境為已任。

　　2.2節(jié)能、環(huán)保

　　地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用可以將傳統(tǒng)供暖的鍋爐代替，不會產(chǎn)生一些燃燒物和大量的二氧化碳，減少污染的排放，保護環(huán)境。在夏季來臨期間，其可以將熱量轉(zhuǎn)移到地下進行制冷作業(yè)，沒有將溫室氣體排放到空氣中，這樣有利于減少溫室效應(yīng)和熱島效應(yīng)，保證全球的環(huán)境實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)[2]。

　　2.3運用較為安全和靈活

　　對于地源熱泵技術(shù)中所使用的熱泵機組而言，其可以被安裝到任何地方，有利于空間的節(jié)省之外可以在這些節(jié)省空間的區(qū)域建立新的工程，或者實施工程的改建和擴建，同時這些改建或者擴建的項目所使用的地源熱泵系統(tǒng)不需要煤氣和儲油罐的支持，保證其衛(wèi)生性和安全性。

　　3地源熱泵的系統(tǒng)類型和供暖空調(diào)技術(shù)的優(yōu)化措施

　　3.1地源熱泵的系統(tǒng)類型

　　地下水源型。將地下水進行抽取，并且經(jīng)過換熱處理將抽取的水源再次回灌到原來的水層之中，這種系統(tǒng)的熱效率較高，但是需要注意的是，利用該系統(tǒng)的前提是需要擁有足夠量的地下水，并且在用水與回灌水期間不受到任何污染，如果有污染物質(zhì)存在，則很容易造成嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)害。

　　土壤源型。該類型的熱泵系統(tǒng)主要是以巖土體為冷熱源，將換熱器埋藏在地下密閉的U型管，這樣可以與大地進行冷熱交換。這種系統(tǒng)適應(yīng)性較廣，并且保證系統(tǒng)運用的安全，但是工程前期投入的較大[3]。

　　污水源型。該形式主要是將地表的污水和中水等水體作為熱源的獲取源頭，以此來實施冷熱交換。由于城市污水與其他類型的污水相比較而言，其具有冬季高、夏季低的特點，并且又處于地表位置，因此該形式的熱泵系統(tǒng)其熱效率和設(shè)備的安裝都要優(yōu)于前兩中形式。污水源型熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用只要有污水即可，并且可以將其應(yīng)用在一些排水量較大的浴池中，以電加熱作為輔助，以此來減少鍋爐產(chǎn)生的污染問題。

　　3.2地源熱泵供暖空調(diào)的優(yōu)化設(shè)計

　　案例背景為我國某高層住宅小區(qū)，其地上為18層，地下為1層，單棟減阻面積為18879m2，一共有五棟樓體，總建筑面積為94396m2。經(jīng)過測量，該區(qū)域的室外冬季空調(diào)節(jié)室外干球溫度為-7℃，相對濕度為60%，冬季采暖室外計算溫度為-5℃;夏季室外計算的干球溫度為35.6℃，夏季時代濕球溫度為27.4℃，該小區(qū)的冬季采暖熱負(fù)荷指標(biāo)為28W/m2，冬季空調(diào)的設(shè)計熱負(fù)荷指標(biāo)為31W/m2，夏季冷負(fù)荷指標(biāo)為60W/m2，結(jié)合對網(wǎng)熱損失和熱泵機組的效率考慮等，機房設(shè)備需要附加20%。

　　經(jīng)過對上述案例的分析，可以采取四種方案實施對比。

　　方案一采取低溫水底板輻射來進行供冷和供熱處理。其初期投資的內(nèi)容包含加熱管材、構(gòu)造層和施工費用。其中地板的構(gòu)造成層為自下而上的形式，保溫層采取20mm厚度的聚苯板，砂漿層為40mm，找平層為20mm，其上部為地面層，造價大約在30元/m2，施工費用取12元/m2。在工程實際應(yīng)用的加熱管材有PE-X管、PB管、PP-R管、PE-RT管以及XPAP管等，而地板的造價需要結(jié)合管材的不同來計算其中不同的差異[4]。

　　方案二在其末端裝置需要結(jié)合風(fēng)機盤管來實施供冷和供熱處理，在主要的造價需要結(jié)合國產(chǎn)和進口兩種設(shè)備差別來計算，一般國產(chǎn)造價大約在390萬元，進口設(shè)備造價大約在565萬元。

　　方案三其末端的設(shè)置一般采取風(fēng)機盤管和地板采暖結(jié)合的方式，其中地板的采暖造價與方案一相同，風(fēng)機盤管的造價與方案二相同。

　　方案四的冬季供暖的末端需采取地板的采暖系統(tǒng)，其初步投資與方案一相同，而夏季供冷采用的普通電空調(diào)造價大約在576萬元。

　　經(jīng)過這四種方案的計算和對比數(shù)據(jù)分析之后，可以得出以下結(jié)論。

　　當(dāng)建筑物內(nèi)部采取地板供冷和供熱方案，結(jié)合加熱管材的價格分析，一般在170-210元/m2之間不等，采取風(fēng)機盤管系統(tǒng)的供暖空調(diào)投資在171-189元/m2之間不等，而采取二者結(jié)合的方案要比單純利用二者的初步投資高出35%，但是比地板采暖與分體式空調(diào)相結(jié)合的方案初投資要低10%左右。

　　建筑物內(nèi)部采取地板供冷供熱年運行費最低，其與風(fēng)機盤管結(jié)合其次，最高為地板與分體式空調(diào)結(jié)合方式。

　　低溫?zé)崴�地板供暖的初投資較低，節(jié)能和供熱舒適感較高，但是供冷時其熱舒適感較差。風(fēng)機盤管可同時兼顧供暖空調(diào)，、但與地板供冷暖相比冬季舒適度差，年運行費高。

　　結(jié)語：

　　本文結(jié)合地源熱泵技術(shù)的相關(guān)特點和類型進行分析，并提出四種優(yōu)化方案，因此在實際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合其具體的工程情況來選擇適合的供暖空調(diào)方案，以此來保證地源熱泵供暖空調(diào)的使用效果和效益。

　　參考文獻：

　　[1]張利華.基于冷熱負(fù)荷平衡的地源熱泵機房改造措施研究[J].區(qū)域供熱,2019(01):49-53.

　　[2]張勇華,廖小琴.地源熱泵技術(shù)對提高公共建筑綠色星級的作用及案例分析[J].節(jié)能,2017,36(11):53-56.

　　[3]羅鵬舉.典型地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的能效測試及問題分析[D].湖南大學(xué),2017.

　　[4]高鵬.地源熱泵在供熱空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用及經(jīng)濟性能分析[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2016(36):95-96.

　　作者：周雯