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【摘 要】 随着城市的发展，其建成的城镇住宅的面积逐渐增大，地源热泵的系统可以有效解决建筑供暖制冷、环境保护等等较为有效的方法。地源热泵系统可以有效的解决建筑供暖制冷以及能源节约等等问题。基于此，本文分析了暖通空调设计之中如何应用地源热泵。
【关键词】 暖通空调；地源热泵；应用
引言：
地源热泵中央空调的工作原理是利用地下浅层的地热资源来供热供冷，这种新型的系统是一种污染低、节能、低碳的供热方式。建筑中的地源热泵中央空调通常是在楼体地下铺设管路，通过浅层的常温水来获取能量，达到传热传冷的效果。由于其取热方式的独特，温度变化幅度很小，不随环境的变化而变化，在使用中能保持温度的稳定，可以满足冬季取暖和夏季的制冷的要求。因此，在建筑中选择中央空调系统时，在各方条件允许的情况下，应当优先选取地源热泵中央空调。
1、地源热泵原理
地源热泵的作用是从低位热源中吸取能量，并把它传递给高位热源。在这个过程中虽然消耗了一定的高品位能源，但是向高位热源供给的却是从低位热源中提取出的能量与高品位能源之和。因此，热泵装置是一种节能装置。其工作原理与制冷机相同，都是按照热机逆循环工作的，不同的是工作温度范围不同。地源热泵具有高效节能的优点，由于地下“冬暖夏凉”，冬季供热时，大地作为热泵机组的低温热源，通过埋地盘管获取土壤中热量为室内供热及供应热水。夏季制冷时，将大地作为排热场所，把室内的热量通过埋地盘管排入大地中，再通过土壤的导热和土壤中水分的迁移把热量扩散出去。
2、地源热泵系统的设计选型
2.1、土壤源热泵系统
土壤源热泵系统是利用了地球本体作为夏季储热、冬季储冷的载体，通过输入少量的高品位能源（如电能），从土壤吸取大量的低温位热量（或冷量），实现低温位热能向高温位的转移。为用户冬季供暖、夏季制冷、全年热水供应或制冷空调和热水联供。
2.1.1、应用条件：
建筑物附近缺乏水资源或因各种因素限制，无法利用水资源。二、建筑物附近有足够场地敷设“地埋管”。一、运行稳定。二、节能环保。三、主机设置灵活、一机多用。一、土壤热导率很小，因此传热性能差，需要建设较大面积的埋地埋管，一次性投资费用比其他系统高。二、系统设计的技术要求比较高，对冷热负荷不等的地区，地源热泵向地下排放和吸收的热量不等，存在着不平衡。
2.1.2、地表水和地下水热泵系统
应用条件：一、建筑物附近有丰富的地下水或地表水。二、水量充足、水温适度、水质适宜、供水稳定。三、地方政策允许利用地下水。地下水热泵系统的最大优点：非常经济，占地面积小。地表水热泵系统的优点是在10米或更深的湖中，可提供10℃的直接制冷，比地下埋管系统投资小，水泵能耗较低，高可靠性，低维修要求，低运行费用。在温暖地区，湖小可做热源。缺点：在浅水湖中，盘管容易被破坏，由于水温变化大，会降低机组的效能。
2.2、地源热泵中央空调的特点
相对于传统的中央空调，地源热泵空调有着明显的优势，因此，其在建筑中的应用前景也更加广阔。
2.2.1、节能低碳
节能环保是地源热泵空调的一大优势，地源热泵利用地下浅层的热量，而不是传统的化石燃料热量，众所周知，地源热泵中央空调系统是一项低碳的新型技术，其在运行之时，系统内部只存在能量之间的交换，那么就不会有浪费水资源的出现，并且，其明显减少了二氧化碳的排放量，这样就可以不断满足低碳的要求。
2.2.2、环保高效
地源热泵空调系统利用太阳能作为动力，在空调的运转时，几乎不会产生二氧化碳和其他有害气体，也不会造成水资源的浪费和污染，同时，在空调运行中，针对南方地区制冷大于制热产生的大地土壤热能积累问题，会采用必要的冷却塔降温，但是相对于传统中央空调运行程序简化，环保高效。由于地热资源蕴含量极大，浅层地表水的温度相对稳定，使得地源热泵中央空调的运行效率比传统的空调要高的多，节省了运行费用，此外系统的稳定性和经济性也有利于其在建筑中的应用。
地源热泵技术属可再生能源利用技术，它利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源进行能量转换。地表浅层地热资源是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，将会收集到47%的太阳能量，同人类每年使用能量的500倍还要多。其可以不受到地域、资源等等因素的制约，可以有效实现量大面广、无处不在。此种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，可以促进地能也成为清洁的可再生能源的形式。
3、暖通空调设计之中地源热泵的应用
3.1、地源热泵在某建筑之中的应用
某市某科技大楼，由办公楼和数码商城两部分组成。主楼为办公，裙楼为数码城，总建筑面积约3万m2，地上18层，地下1层，建筑总高度为49.6m。其中办公楼约1.5万m2，数码商城约1.9万m2，全部设置冷暖中央空调。
由于数码商城以出租形式经营，为了方便计量以及管理，办公以及数码城分别设置独立的空调系统。分散式因为共有设备比集中式少，其一部分负荷特别是少量负荷需求之时，只要求运行地源水循环泵就能实现，使用灵活。因为数码商城夏季冷负荷比较大同时受到工程总投資限制，设计仅仅只能满足冬季采暖集中式的水-水地源热泵机组，夏季则需要加设常规的水冷冷水机组进行冷负荷补充。
3.2、钻孔间距
地源热泵系统工程技术规范（GB580366-2005）4.3.8条建议埋管间距为3～6m，根据相关的项目经验，本方案设计埋管间距为4.5m×4.5m，可设置在停车场，因水平汇总管在地下2米处，因此对绿化、市政管网无影响。在现场空间允许的情况下，可再适当拉大到5m×5m。埋管区域可选择在建筑物外围。
【关键词】 暖通空调；地源热泵；应用
引言：
地源热泵中央空调的工作原理是利用地下浅层的地热资源来供热供冷，这种新型的系统是一种污染低、节能、低碳的供热方式。建筑中的地源热泵中央空调通常是在楼体地下铺设管路，通过浅层的常温水来获取能量，达到传热传冷的效果。由于其取热方式的独特，温度变化幅度很小，不随环境的变化而变化，在使用中能保持温度的稳定，可以满足冬季取暖和夏季的制冷的要求。因此，在建筑中选择中央空调系统时，在各方条件允许的情况下，应当优先选取地源热泵中央空调。
1、地源热泵原理
地源热泵的作用是从低位热源中吸取能量，并把它传递给高位热源。在这个过程中虽然消耗了一定的高品位能源，但是向高位热源供给的却是从低位热源中提取出的能量与高品位能源之和。因此，热泵装置是一种节能装置。其工作原理与制冷机相同，都是按照热机逆循环工作的，不同的是工作温度范围不同。地源热泵具有高效节能的优点，由于地下“冬暖夏凉”，冬季供热时，大地作为热泵机组的低温热源，通过埋地盘管获取土壤中热量为室内供热及供应热水。夏季制冷时，将大地作为排热场所，把室内的热量通过埋地盘管排入大地中，再通过土壤的导热和土壤中水分的迁移把热量扩散出去。
2、地源热泵系统的设计选型
2.1、土壤源热泵系统
土壤源热泵系统是利用了地球本体作为夏季储热、冬季储冷的载体，通过输入少量的高品位能源（如电能），从土壤吸取大量的低温位热量（或冷量），实现低温位热能向高温位的转移。为用户冬季供暖、夏季制冷、全年热水供应或制冷空调和热水联供。
2.1.1、应用条件：
建筑物附近缺乏水资源或因各种因素限制，无法利用水资源。二、建筑物附近有足够场地敷设“地埋管”。一、运行稳定。二、节能环保。三、主机设置灵活、一机多用。一、土壤热导率很小，因此传热性能差，需要建设较大面积的埋地埋管，一次性投资费用比其他系统高。二、系统设计的技术要求比较高，对冷热负荷不等的地区，地源热泵向地下排放和吸收的热量不等，存在着不平衡。
2.1.2、地表水和地下水热泵系统
应用条件：一、建筑物附近有丰富的地下水或地表水。二、水量充足、水温适度、水质适宜、供水稳定。三、地方政策允许利用地下水。地下水热泵系统的最大优点：非常经济，占地面积小。地表水热泵系统的优点是在10米或更深的湖中，可提供10℃的直接制冷，比地下埋管系统投资小，水泵能耗较低，高可靠性，低维修要求，低运行费用。在温暖地区，湖小可做热源。缺点：在浅水湖中，盘管容易被破坏，由于水温变化大，会降低机组的效能。
2.2、地源热泵中央空调的特点
相对于传统的中央空调，地源热泵空调有着明显的优势，因此，其在建筑中的应用前景也更加广阔。
2.2.1、节能低碳
节能环保是地源热泵空调的一大优势，地源热泵利用地下浅层的热量，而不是传统的化石燃料热量，众所周知，地源热泵中央空调系统是一项低碳的新型技术，其在运行之时，系统内部只存在能量之间的交换，那么就不会有浪费水资源的出现，并且，其明显减少了二氧化碳的排放量，这样就可以不断满足低碳的要求。
2.2.2、环保高效
地源热泵空调系统利用太阳能作为动力，在空调的运转时，几乎不会产生二氧化碳和其他有害气体，也不会造成水资源的浪费和污染，同时，在空调运行中，针对南方地区制冷大于制热产生的大地土壤热能积累问题，会采用必要的冷却塔降温，但是相对于传统中央空调运行程序简化，环保高效。由于地热资源蕴含量极大，浅层地表水的温度相对稳定，使得地源热泵中央空调的运行效率比传统的空调要高的多，节省了运行费用，此外系统的稳定性和经济性也有利于其在建筑中的应用。
地源热泵技术属可再生能源利用技术，它利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源进行能量转换。地表浅层地热资源是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，将会收集到47%的太阳能量，同人类每年使用能量的500倍还要多。其可以不受到地域、资源等等因素的制约，可以有效实现量大面广、无处不在。此种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，可以促进地能也成为清洁的可再生能源的形式。
3、暖通空调设计之中地源热泵的应用
3.1、地源热泵在某建筑之中的应用
某市某科技大楼，由办公楼和数码商城两部分组成。主楼为办公，裙楼为数码城，总建筑面积约3万m2，地上18层，地下1层，建筑总高度为49.6m。其中办公楼约1.5万m2，数码商城约1.9万m2，全部设置冷暖中央空调。
由于数码商城以出租形式经营，为了方便计量以及管理，办公以及数码城分别设置独立的空调系统。分散式因为共有设备比集中式少，其一部分负荷特别是少量负荷需求之时，只要求运行地源水循环泵就能实现，使用灵活。因为数码商城夏季冷负荷比较大同时受到工程总投資限制，设计仅仅只能满足冬季采暖集中式的水-水地源热泵机组，夏季则需要加设常规的水冷冷水机组进行冷负荷补充。
3.2、钻孔间距
地源热泵系统工程技术规范（GB580366-2005）4.3.8条建议埋管间距为3～6m，根据相关的项目经验，本方案设计埋管间距为4.5m×4.5m，可设置在停车场，因水平汇总管在地下2米处，因此对绿化、市政管网无影响。在现场空间允许的情况下，可再适当拉大到5m×5m。埋管区域可选择在建筑物外围。