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[摘 要]现如今,人们的生活质量随着经济的发展而提升,各行各业为了響应国家“节能环保”的号召,纷纷开展一系列相关工作,其中就包括了地源热泵在住宅建筑中的应用,通过地源热泵的应用,可以大大减少能源资源的消耗,有效控制生态环境污染问题,同时在很大程度上提高了住宅建筑的社会价值和经济效益,对资源循环再利用具有深远的意义。这篇文章主要对地源热泵在住宅建筑中的应用进行了分析和探究。
[关键词]地源热泵;住宅建筑;应用
中图分类号:TU83 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)41-0188-01
一、地源热泵综述
(一)地源热泵技术原理
地源热泵指的是利用浅层地热为建筑提供冷气和暖气的一种新型能源技术,这种技术主要通过利用地下水以及土壤蕴藏的较强的储热和储冷能力,借助换热器实现土壤、地下水以及岩石等之间的能量交换,同时将这些能量输送到所需的地方,并且换热器应该埋藏在地下,从中可以看出,该技术不会对生态环境造成任何污染,也不会导致地表出现下降,可以满足住宅建筑一年供暖和供冷的需求,为住宅居民打造一个良好舒适的生活环境[1]。
(二)供暖循环
如何实现供暖循环呢?地源热泵主要工作原理为:其机组的制冷剂在冷凝器中进行放热,然后借助换热器将热量传送到相应的住宅中,以此实现供热的效果,热量交换一般通过换热器和蒸发器内的制冷剂来完成,从而吸收土壤内的热量,将其转变成蒸汽,而且需要保持低温低压的状况,接着利用压缩机将其转变成高温高压的状况,当蒸汽进入冷凝器中时,放热传送热量,为住宅建筑提供暖气,而制冷剂反应后也会变成蒸汽,然后被蒸发器吸收,实现循环[2]。
(三)制冷循环
制冷原理为:同样是通过制冷剂的一系列作用,然后借助换热器将热量传送到住宅建筑中,实现制冷效果,但是这次是在蒸发器中,制冷剂会转变成气体,也是低温低压的状况,然后经过压缩机对其进行做功,转变成高温高压的状况,接着讲热量传送到土壤内,而制冷剂跟上述一样变成蒸汽进入蒸发器,实现循环。
二、分析地源热泵在住宅建筑中的应用
在住宅建筑中较为常用的地源热泵系统有地源热泵空调、负压式新风、智能家居以及门窗、车库等几种,以下主要对地源热泵在住宅建筑中的几种应用进行介绍。
(一)节能减排方面的应用
事实上,地源热泵系统是一种应用较为广泛的空调系统,具有节能、高效等应用优势。一般情况下,可以借助资源的消耗总量来分析资源的一次使用量,比如地下水热泵供热量、燃气供热总量以及土壤源热泵系统供热量等,在实际应用过程中,需要将空调进行换热,即风冷热泵,这种系统在应用时具有以下缺点:气温寒冷和酷热时,制冷和制热的效果较差,而地温每年大约保持在17℃,通常要比该地区的温度均值高1.5℃左右,从而促使热泵在任意工作状况均能保持较高的效率,在夏天,地源热泵工作可以获得5kw的热能,对资源的使用率是电采暖的4.5倍,同时该系统的热交换器不用进行除霜工作,这在一定程度上节约了应用能源的消耗,与普通空调相比,节约了大约50%的能源[3]。由于土壤具有较强的储热能力,在冬天,热泵可以充分利用地层内的热源,为住宅建筑提供大量的暖气,并且发挥着储存冷气的作用,供给夏天使用,以此实现大地冷热平衡。在这个应用过程中,地源热泵系统没有排放任何有毒有害气体和物质,彻底实现了减少污染,同时还提高大地能源和资源的使用率,减少消耗和浪费。
(二)住宅节能保温系统的应用
住宅建筑若想实现绿色生态、节能的效果,则需要应用外墙保温系统,该系统主要可以分成外保温系统、夹心保温系统和内保温系统等三种类型,通常情况下,通过现场喷涂聚氯酯硬发泡保温技术来达到对外墙和房屋的保温效果,而地源热泵技术则是利用了大地能源[4]。在实际应用过程中,地源热泵可以设计在住宅区内,真正做到无污染、无排放、无废弃物,同时没有产生任何废物,热量也不需要进行长距离运送,不用安装雨水回收系统、不仅美化了住宅建筑的外观,还减少了能源的使用。另外,该系统的应用还不需要设置外挂机和冷却塔,不需要想生态环境排放热量。
三、地源热泵的特性
主要可以分成经济性和技术性两种特性,经济性:与传统空调系统相比,地源热泵成本较低,每天运行成本0.24元/m2低于其他系统空调,比如中央空调(0.32元/m2),同时在质量上要更好,使用寿命更长,且维护简单方便。技术性:第一,利用再生能源的技术。地源热泵可以实现对地表浅层热量的利用,而这种能量是一种循环再生的资源;第二,节能技术。地表浅层具有较大储存能量的能力,可以满足住宅一年四季的使用量,而且这种特性促使地源热泵系统工作的效率要比传统空调系统高出2/5左右,不仅实现了节约的目标,还节约了运行成本,简化了一些不必要的设备和环节,同时制冷和供热的效果较好;第三,环保洁净技术。在地源热泵技术应用过程中,虽然需要使用制冷剂,但是其使用量只有传统空调填充量的75%,并且制冷剂在生产时就进行了包装和密封,减少了污染的可能性,另外,地源热泵在住宅建筑应用过程中不需要使用外挂机,不会对四周环境造成任何影响,不会产生有害气体和噪音,也不会排放任何废物,具有较高的环保洁净积水水平。
结束语:
地源热泵是一种可以将资源再生、循环利用的技术,通过该技术在住宅建筑中的应用,可以有效保证取暖和制冷的效果,同时还可以降低住宅建筑的建造成本,避免对生态环境造成严重污染,在市场上具有较大的发展空间和应用价值,可以促进住宅建筑健康可持续发展。
参考文献
[1]刘潇, 刘业彬, 刁乃仁,等. 一种新型式地源热泵在北方某住宅小区中的应用[J]. 建筑热能通风空调, 2016, 35(2):66-68.
[2]崔岳峰. 浅析分散式水源热泵空调在住宅建筑中的应用[J]. 文摘版:工程技术, 2015(38):295-296.
[3]王泽剑, 刘东, 项琳琳. 地源热泵在夏热冬冷地区高密度住宅建筑中的适用性分析[J]. 节能技术, 2016, 34(4):368-371.
[4]栾丹明, 陈红兵, 王起. 热管式PV/T热泵系统在农村住宅建筑中的应用研究[J]. 山西建筑, 2016, 42(19):109-110.
[关键词]地源热泵;住宅建筑;应用
中图分类号:TU83 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)41-0188-01
一、地源热泵综述
(一)地源热泵技术原理
地源热泵指的是利用浅层地热为建筑提供冷气和暖气的一种新型能源技术,这种技术主要通过利用地下水以及土壤蕴藏的较强的储热和储冷能力,借助换热器实现土壤、地下水以及岩石等之间的能量交换,同时将这些能量输送到所需的地方,并且换热器应该埋藏在地下,从中可以看出,该技术不会对生态环境造成任何污染,也不会导致地表出现下降,可以满足住宅建筑一年供暖和供冷的需求,为住宅居民打造一个良好舒适的生活环境[1]。
(二)供暖循环
如何实现供暖循环呢?地源热泵主要工作原理为:其机组的制冷剂在冷凝器中进行放热,然后借助换热器将热量传送到相应的住宅中,以此实现供热的效果,热量交换一般通过换热器和蒸发器内的制冷剂来完成,从而吸收土壤内的热量,将其转变成蒸汽,而且需要保持低温低压的状况,接着利用压缩机将其转变成高温高压的状况,当蒸汽进入冷凝器中时,放热传送热量,为住宅建筑提供暖气,而制冷剂反应后也会变成蒸汽,然后被蒸发器吸收,实现循环[2]。
(三)制冷循环
制冷原理为:同样是通过制冷剂的一系列作用,然后借助换热器将热量传送到住宅建筑中,实现制冷效果,但是这次是在蒸发器中,制冷剂会转变成气体,也是低温低压的状况,然后经过压缩机对其进行做功,转变成高温高压的状况,接着讲热量传送到土壤内,而制冷剂跟上述一样变成蒸汽进入蒸发器,实现循环。
二、分析地源热泵在住宅建筑中的应用
在住宅建筑中较为常用的地源热泵系统有地源热泵空调、负压式新风、智能家居以及门窗、车库等几种,以下主要对地源热泵在住宅建筑中的几种应用进行介绍。
(一)节能减排方面的应用
事实上,地源热泵系统是一种应用较为广泛的空调系统,具有节能、高效等应用优势。一般情况下,可以借助资源的消耗总量来分析资源的一次使用量,比如地下水热泵供热量、燃气供热总量以及土壤源热泵系统供热量等,在实际应用过程中,需要将空调进行换热,即风冷热泵,这种系统在应用时具有以下缺点:气温寒冷和酷热时,制冷和制热的效果较差,而地温每年大约保持在17℃,通常要比该地区的温度均值高1.5℃左右,从而促使热泵在任意工作状况均能保持较高的效率,在夏天,地源热泵工作可以获得5kw的热能,对资源的使用率是电采暖的4.5倍,同时该系统的热交换器不用进行除霜工作,这在一定程度上节约了应用能源的消耗,与普通空调相比,节约了大约50%的能源[3]。由于土壤具有较强的储热能力,在冬天,热泵可以充分利用地层内的热源,为住宅建筑提供大量的暖气,并且发挥着储存冷气的作用,供给夏天使用,以此实现大地冷热平衡。在这个应用过程中,地源热泵系统没有排放任何有毒有害气体和物质,彻底实现了减少污染,同时还提高大地能源和资源的使用率,减少消耗和浪费。
(二)住宅节能保温系统的应用
住宅建筑若想实现绿色生态、节能的效果,则需要应用外墙保温系统,该系统主要可以分成外保温系统、夹心保温系统和内保温系统等三种类型,通常情况下,通过现场喷涂聚氯酯硬发泡保温技术来达到对外墙和房屋的保温效果,而地源热泵技术则是利用了大地能源[4]。在实际应用过程中,地源热泵可以设计在住宅区内,真正做到无污染、无排放、无废弃物,同时没有产生任何废物,热量也不需要进行长距离运送,不用安装雨水回收系统、不仅美化了住宅建筑的外观,还减少了能源的使用。另外,该系统的应用还不需要设置外挂机和冷却塔,不需要想生态环境排放热量。
三、地源热泵的特性
主要可以分成经济性和技术性两种特性,经济性:与传统空调系统相比,地源热泵成本较低,每天运行成本0.24元/m2低于其他系统空调,比如中央空调(0.32元/m2),同时在质量上要更好,使用寿命更长,且维护简单方便。技术性:第一,利用再生能源的技术。地源热泵可以实现对地表浅层热量的利用,而这种能量是一种循环再生的资源;第二,节能技术。地表浅层具有较大储存能量的能力,可以满足住宅一年四季的使用量,而且这种特性促使地源热泵系统工作的效率要比传统空调系统高出2/5左右,不仅实现了节约的目标,还节约了运行成本,简化了一些不必要的设备和环节,同时制冷和供热的效果较好;第三,环保洁净技术。在地源热泵技术应用过程中,虽然需要使用制冷剂,但是其使用量只有传统空调填充量的75%,并且制冷剂在生产时就进行了包装和密封,减少了污染的可能性,另外,地源热泵在住宅建筑应用过程中不需要使用外挂机,不会对四周环境造成任何影响,不会产生有害气体和噪音,也不会排放任何废物,具有较高的环保洁净积水水平。
结束语:
地源热泵是一种可以将资源再生、循环利用的技术,通过该技术在住宅建筑中的应用,可以有效保证取暖和制冷的效果,同时还可以降低住宅建筑的建造成本,避免对生态环境造成严重污染,在市场上具有较大的发展空间和应用价值,可以促进住宅建筑健康可持续发展。
参考文献
[1]刘潇, 刘业彬, 刁乃仁,等. 一种新型式地源热泵在北方某住宅小区中的应用[J]. 建筑热能通风空调, 2016, 35(2):66-68.
[2]崔岳峰. 浅析分散式水源热泵空调在住宅建筑中的应用[J]. 文摘版:工程技术, 2015(38):295-296.
[3]王泽剑, 刘东, 项琳琳. 地源热泵在夏热冬冷地区高密度住宅建筑中的适用性分析[J]. 节能技术, 2016, 34(4):368-371.
[4]栾丹明, 陈红兵, 王起. 热管式PV/T热泵系统在农村住宅建筑中的应用研究[J]. 山西建筑, 2016, 42(19):109-110.