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【摘 要】随着我国建筑行业的持续发展，减少建筑物采暖造成的大气污染，降低暖通系统的能耗，大力推广使用包括可再生能源的清洁能源，是21世纪我们追求的目标。地源热泵是一种利用浅层地热资源、既可采暖又可制冷的系统技术，具有传统空调和热水系统无法比拟的节能、高效、环保等优点，被世界各国作为一项重要的可再生能源技术所广泛运用。
【关键词】暖通工程；地源热泵；技术应用
随着我国社会经济的发展，居民生活质量的提高，采暖和空调的使用已经占据建筑总体消耗的一半以上，在夏季天气比较热的时候，很多电网的用电高峰期的负荷强度大约有1/3左右是用在空调的制冷方面，导致很多地方的用电状况比较紧张。这就使得研究人员开始重视地源热泵技术在空调节能方面的应用，因为其不会受到气候因素或者地域因素的限制，比传统的能源更加的及节能、高效。
一、地源热泵在空调节能方面中的运用
热泵（制冷机）是通过作功使热量从温度低的介质流向温度高的介质的装置。建筑的空调系统一般应满足冬季的供热和夏季制冷两种相反的要求。传统的空调系统通常需分别设置冷源（制冷机）和热源（锅炉）。建筑空调系统由于必须有冷源（制冷机），如果让它在冬季以热泵的模式运行，则可以省去锅炉和锅炉房，不但节省了初投资，而且全年仅采用电力这种清洁能源，大大减轻了供暖造成的大气污染问题。
1、建筑物系统的勘察
当决定实施地源热泵的形式之前，就要对整个工程现场施工的资料进行掌握，也就是现场的勘测工作。首先，要对建筑物的设计文件进行仔细的了解，其次是对水文地质方面的勘察。对于整个土壤地源热泵管地热交换器来说，只要挖一个大约3～5m的坑基本就能实现，要了解靠近地表处的图纸中是不是存在巨石。而应用垂直样式的地热交换器，需要钻深孔，要记录好相应的格式。
2、热泵机组的选择
我们以建筑物的中央空调使用为例，在选择地泵机组的时候要选择地源热泵专用机组。当前市场上很多使用者会把地源热泵以及水环热泵、水源热泵等混作一体。所以，在机组选型的时候一定要标注好具体的使用条件。就地源热泵机组夏季制冷的工况来看，蒸发器中冷冻水的进水温度一般在12～7℃，冷凝器冷却水的进出循环的水温大约为25～30℃。冬季制热的时候，蒸发器的进出循环水的温度大约是8～3℃。
3、地下水源热泵系统优化运行
与传统空调系统相比，地下水源热泵系统不仅需要调节热泵主机的容量，还需要将系统地下水侧、负荷侧、冷热源设备侧的参数耦合匹配。为了保证地下水源热泵系统安全、高效地运行，需要对其运行策略加以优化分析。首先，可以根据建筑热负荷计算方法和末端设备的特性方程，分析出不同室外温度下供热参数的计算方法；其次，根据热泵机组的能耗特性，建立单台设备的能耗模型和多台设备的负荷分配计算模型；再次，根据管网特性方程和水泵变频的特性曲线，得出同型号水泵并联变频工况下的能耗计算方程。基于上述地下水温度和各设备的能耗计算模型，建立以地下水源热泵系统总能耗最小为目标的优化模型，再考虑实际其物理意义，对模型提出各种约束条件，保证其安全性和可操作性。
4、换热器地埋管的选材
选择换热器管材管径的时候要尽可能满足三个方面的原则：一个原则是管道要保证足够保持泵的最小的输送功率，这样能够相应的减少运行的费用；另一个原则是管道要小到足够使管道内保持紊流来保证循环液体以及馆内壁之间的传热，最后一个原则是系统环路的长度尽量不要太长。地源热泵管的具体管径在选择的时候要根据 U 型管所需要的长度来进行选择，这样能够进一步减少埋管接头的数量。而且地源热泵换热器在埋管的时候，如果条件允许，尽可能采用 100m ～400m 的深孔埋管，这样能够保证地源热泵技术在空调节能方面的效果。
二、如何发展地源热泵技术
1、加强地源热泵技术推广和研究
从产业发展、环境保护、市场运用、投资效益和运行效果方面，政府要组织建设、发改、法制、规划、科技、水务、环保等职能部门和单位，联合开展对地源热泵技术应用的相关基础性工作研究，通过政府引导、校企合作，市场推进，来加快推广地源热泵技术应用步伐，提高公众对浅层地热能开发利用的认知度。按照“积极审慎，因地制宜，科学利用，依法依规，严格监管，稳步推进”的原则，根据不同热泵技术特点，优先发展废热和污水源热泵，积极发展地埋管地源热泵，适度发展地下（表）水源热泵。同时借鉴先进地区的经验，为制定产业推广应用创造良好的环境。
2、加大政策调控力度
地源热泵属于新能源领域中的朝阳行业，国家节能惠民工程。但目前体制和机制等问题未完全理顺，扶持和鼓励政策未完全确定，规范和标准未完全出台。这需要从顶层设计、政策调控上来突破瓶颈；需要在政策支持、资金扶持和业务发展上，向地源热泵行业重点企业倾斜。主要包括：对采用地源热泵技术供热制冷的项目，按居民用电价格给予优惠；凡采用地源热泵技术供热的区域，享受政府给予的燃煤供热区域的优惠政策；对不需要铺设市政热力网、不需要新建锅炉房的地源热泵工程项目，供热管网配套费可采取先征后返或不收取热力增容费，并按当年财政供暖补贴标准的若干倍给予一次性补贴；对应用地源热泵技术符合条件的项目，积极帮助申报国家节能减排示范项目，争取国家资金奖励支持；对政府投资的学校、医院、场馆、行政事业办公楼等既有公共建筑，率先采用地源热泵技术进行建筑节能改造。
3、充分发挥政府主导作用
对于尚处于推广阶段的地源热泵产业，政府加以引导和推动十分重要，如促进地源热泵在建筑中的应用和推动相关产业发展的措施，提高政府投资建设的公共建筑项目地源热泵技术应用比重，扩大可再生能源使用区域的开发项目，放开审批限制条件的规定等。值得注意的是，地源热泵系统并非“用了就节能”，它属于“慢性子”，不雷同于传统中央空调。因此，需要确立地源热泵发展的战略定位，科学运行管理，有重点培育推广。一是成立地源热泵技术推广应用组织领导机构，进一步明确各职能部门的职责定位，对地源热泵工程的规划、设计、施工、安全运行等实施全过程监管。二是编制《“十三五”地热资源开发利用规划》，并与各项规划衔接，科学布局，合理开发。三是加强宣传教育，选树一批示范工程，确保示范成果，发挥示范效应，消除用户疑虑，赢得社会信誉。四是搭建城市圈推广平台，以城市圈发展地源热泵产业作为突破口。
结束语
综上所述，要实现我国经济的可持续发展，就要注重开源节流，还要注重一些可再生能源的利用。我国地域辽阔，蕴藏着非常多的地浅层的地能资源。可以因地制宜的运用地源热泵技术和原理，这样能够进一步提高低温地热资源的利用率，还能减少传统暖通空调技术的局限，具备非常重要的实际价值，在能源节约以及防止环境污染方面的意义重大。
参考文献：
[1]官燕玲，孟庆龙，江超，等.地埋管地源热泵岩土热响应试验相关技术全尺寸三维数值分析[J].暖通空调，2012（11）.
[2]颜爱斌.地源热泵应用的技术分析与思考[J].天津城市建设学院学报，2002，8（2）：120-122.
[3]张德祯.地源热泵地下水换热系统适用性及前期地质勘查工作[J].资源导刊：地球科技版，2014，（1）：4-8.
【关键词】暖通工程；地源热泵；技术应用
随着我国社会经济的发展，居民生活质量的提高，采暖和空调的使用已经占据建筑总体消耗的一半以上，在夏季天气比较热的时候，很多电网的用电高峰期的负荷强度大约有1/3左右是用在空调的制冷方面，导致很多地方的用电状况比较紧张。这就使得研究人员开始重视地源热泵技术在空调节能方面的应用，因为其不会受到气候因素或者地域因素的限制，比传统的能源更加的及节能、高效。
一、地源热泵在空调节能方面中的运用
热泵（制冷机）是通过作功使热量从温度低的介质流向温度高的介质的装置。建筑的空调系统一般应满足冬季的供热和夏季制冷两种相反的要求。传统的空调系统通常需分别设置冷源（制冷机）和热源（锅炉）。建筑空调系统由于必须有冷源（制冷机），如果让它在冬季以热泵的模式运行，则可以省去锅炉和锅炉房，不但节省了初投资，而且全年仅采用电力这种清洁能源，大大减轻了供暖造成的大气污染问题。
1、建筑物系统的勘察
当决定实施地源热泵的形式之前，就要对整个工程现场施工的资料进行掌握，也就是现场的勘测工作。首先，要对建筑物的设计文件进行仔细的了解，其次是对水文地质方面的勘察。对于整个土壤地源热泵管地热交换器来说，只要挖一个大约3～5m的坑基本就能实现，要了解靠近地表处的图纸中是不是存在巨石。而应用垂直样式的地热交换器，需要钻深孔，要记录好相应的格式。
2、热泵机组的选择
我们以建筑物的中央空调使用为例，在选择地泵机组的时候要选择地源热泵专用机组。当前市场上很多使用者会把地源热泵以及水环热泵、水源热泵等混作一体。所以，在机组选型的时候一定要标注好具体的使用条件。就地源热泵机组夏季制冷的工况来看，蒸发器中冷冻水的进水温度一般在12～7℃，冷凝器冷却水的进出循环的水温大约为25～30℃。冬季制热的时候，蒸发器的进出循环水的温度大约是8～3℃。
3、地下水源热泵系统优化运行
与传统空调系统相比，地下水源热泵系统不仅需要调节热泵主机的容量，还需要将系统地下水侧、负荷侧、冷热源设备侧的参数耦合匹配。为了保证地下水源热泵系统安全、高效地运行，需要对其运行策略加以优化分析。首先，可以根据建筑热负荷计算方法和末端设备的特性方程，分析出不同室外温度下供热参数的计算方法；其次，根据热泵机组的能耗特性，建立单台设备的能耗模型和多台设备的负荷分配计算模型；再次，根据管网特性方程和水泵变频的特性曲线，得出同型号水泵并联变频工况下的能耗计算方程。基于上述地下水温度和各设备的能耗计算模型，建立以地下水源热泵系统总能耗最小为目标的优化模型，再考虑实际其物理意义，对模型提出各种约束条件，保证其安全性和可操作性。
4、换热器地埋管的选材
选择换热器管材管径的时候要尽可能满足三个方面的原则：一个原则是管道要保证足够保持泵的最小的输送功率，这样能够相应的减少运行的费用；另一个原则是管道要小到足够使管道内保持紊流来保证循环液体以及馆内壁之间的传热，最后一个原则是系统环路的长度尽量不要太长。地源热泵管的具体管径在选择的时候要根据 U 型管所需要的长度来进行选择，这样能够进一步减少埋管接头的数量。而且地源热泵换热器在埋管的时候，如果条件允许，尽可能采用 100m ～400m 的深孔埋管，这样能够保证地源热泵技术在空调节能方面的效果。
二、如何发展地源热泵技术
1、加强地源热泵技术推广和研究
从产业发展、环境保护、市场运用、投资效益和运行效果方面，政府要组织建设、发改、法制、规划、科技、水务、环保等职能部门和单位，联合开展对地源热泵技术应用的相关基础性工作研究，通过政府引导、校企合作，市场推进，来加快推广地源热泵技术应用步伐，提高公众对浅层地热能开发利用的认知度。按照“积极审慎，因地制宜，科学利用，依法依规，严格监管，稳步推进”的原则，根据不同热泵技术特点，优先发展废热和污水源热泵，积极发展地埋管地源热泵，适度发展地下（表）水源热泵。同时借鉴先进地区的经验，为制定产业推广应用创造良好的环境。
2、加大政策调控力度
地源热泵属于新能源领域中的朝阳行业，国家节能惠民工程。但目前体制和机制等问题未完全理顺，扶持和鼓励政策未完全确定，规范和标准未完全出台。这需要从顶层设计、政策调控上来突破瓶颈；需要在政策支持、资金扶持和业务发展上，向地源热泵行业重点企业倾斜。主要包括：对采用地源热泵技术供热制冷的项目，按居民用电价格给予优惠；凡采用地源热泵技术供热的区域，享受政府给予的燃煤供热区域的优惠政策；对不需要铺设市政热力网、不需要新建锅炉房的地源热泵工程项目，供热管网配套费可采取先征后返或不收取热力增容费，并按当年财政供暖补贴标准的若干倍给予一次性补贴；对应用地源热泵技术符合条件的项目，积极帮助申报国家节能减排示范项目，争取国家资金奖励支持；对政府投资的学校、医院、场馆、行政事业办公楼等既有公共建筑，率先采用地源热泵技术进行建筑节能改造。
3、充分发挥政府主导作用
对于尚处于推广阶段的地源热泵产业，政府加以引导和推动十分重要，如促进地源热泵在建筑中的应用和推动相关产业发展的措施，提高政府投资建设的公共建筑项目地源热泵技术应用比重，扩大可再生能源使用区域的开发项目，放开审批限制条件的规定等。值得注意的是，地源热泵系统并非“用了就节能”，它属于“慢性子”，不雷同于传统中央空调。因此，需要确立地源热泵发展的战略定位，科学运行管理，有重点培育推广。一是成立地源热泵技术推广应用组织领导机构，进一步明确各职能部门的职责定位，对地源热泵工程的规划、设计、施工、安全运行等实施全过程监管。二是编制《“十三五”地热资源开发利用规划》，并与各项规划衔接，科学布局，合理开发。三是加强宣传教育，选树一批示范工程，确保示范成果，发挥示范效应，消除用户疑虑，赢得社会信誉。四是搭建城市圈推广平台，以城市圈发展地源热泵产业作为突破口。
结束语
综上所述，要实现我国经济的可持续发展，就要注重开源节流，还要注重一些可再生能源的利用。我国地域辽阔，蕴藏着非常多的地浅层的地能资源。可以因地制宜的运用地源热泵技术和原理，这样能够进一步提高低温地热资源的利用率，还能减少传统暖通空调技术的局限，具备非常重要的实际价值，在能源节约以及防止环境污染方面的意义重大。
参考文献：
[1]官燕玲，孟庆龙，江超，等.地埋管地源热泵岩土热响应试验相关技术全尺寸三维数值分析[J].暖通空调，2012（11）.
[2]颜爱斌.地源热泵应用的技术分析与思考[J].天津城市建设学院学报，2002，8（2）：120-122.
[3]张德祯.地源热泵地下水换热系统适用性及前期地质勘查工作[J].资源导刊：地球科技版，2014，（1）：4-8.