地源热泵技术及其应用

摘 要 随着经济的迅速发展以及科学技术水平的不断提高，地源热泵在我国的应用逐渐广泛。然而，根据相关的试验模拟结果以及实践运行，我们发现只有当在建筑冷、热负荷相近的地区，地源热泵系统才能进行长期而又高效的运行。如果不在这一环境之下，就必须采取有效措施发挥其效用。文章结合这一情况针对地源热泵技术及其应用进行探讨与分析。

关键词 地源热泵技术；应用；空调系统

中图分类号：TU833 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）22-0078-01

地源热泵是一种利用浅层地热能源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等的能量）的既可供热又可制冷地源热泵的高效节能系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现由低品位热能向高品位热能转移。一般在空调系统中，地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源，即在冬季，把地能中的热量取出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。通常地源热泵消耗1 kWh的能量，用户可以得到4 kWh以上的热量或冷量。目前状况下，地源热泵在我国的应用逐渐广泛。然而，根据相关的试验模拟结果以及实践运行，我们发现只有当在建筑冷、热负荷相近的地区，地源热泵系统才能进行长期而又高效的运行。其实，不仅可以对辅助应用进行一定程度上的运用，同时也可以采用跨季节蓄热的方法将地源进行有效平衡。然而，在目前状况下，集热器的价格相对较高，且在运行过程中经常会出现一系列的问题。

1 地源热泵空调系统的组成以及运行原理

地源热泵空调系统的组成结构如图1所示。

图1 季节性蓄存空气热能的地源热泵供暖空调系统示意图

对于季节性蓄存空气热能的地源热泵供暖空调系统而言，它是以传统的地源热泵系统为基础，并进行了一定程度的发展与完善。在这种新型的季节性蓄存空气热能的地源热泵供暖空调系统之中，对空气热源热水机组进行了设置，它主要是由4个部分共同组成的，分别为风冷蒸发器、水冷冷凝器、压缩机以及节流装置等。通过对空气热源热水机组进行设置，就能够有效实现分离式热管制热循环以及蒸气压缩式制热循环。在冷凝器当中，制冷剂蒸气遇冷进行液化，在液化完成之后，又借助重力的作用重新流回到蒸发器当中，从而有效完成循环。

对于空气热源热水机组而言，它具有双重模式，即热管循环制热模式以及空气源热泵制热模式。正是因为这两个模式，使得这一系统的功能具有多样性。一方面，它可以应用于非供暖的室外空气热能蓄热；另一方面，还可以对空气源热泵进行一定程度上的利用，以此来进行辅助取暖，从而对其优点进行有效的发挥。对于地源热泵空调系统而言，它主要存在着6中运行模式，编号为1～6，具体如表1所示。

表1 地源热泵空调系统6种运行模式

模式具体情况

模式1分离式热管制备热水进行土壤蓄热模式，同时，因为需要将夏季供冷的因素考虑在内，因此需要将地埋管换热器分为两个类型，分别为供冷系列以及供热系列，这一模式仅仅只对蓄热系列进行蓄热

模式2供冷系列土壤进行直接供冷

模式3供冷系列通过地源热泵供冷

模式4空气源热泵供暖模式

模式5地源热泵供暖模式

模式6空气源热泵与地源热泵联合供暖

2 地源热泵技术的运用

2.1 非供暖期环境空气热源土壤蓄热控制

根据相关测试结果表明，当空气热源热水机组处于热管循环之下，制热量以及蓄热温差呈现出线性关系，而在这其中，蓄热温差主要指的是蒸发器侧风温以及冷凝器侧水温之间的差。正是因为如此，就可以对环境温度以及埋管周围平均土壤温度之间的差进行一定程度上的利用，并以此对启停进行有效的控制。

2.2 供暖空调模式

在供暖期当中，系统的主要运行模式为三种，分别是表1之中所提到的模式4、模式5以及模式6，在这三种模式之下，对供暖期的环境空气热能以及浅层土壤之中所蕴藏的热量进行了一定程度上的利用。一般情况下，为了进一步利用环境空气热能，对模式4进行优先选择，然而如果模式4不能完全满足相应的供暖需求，可以对模式6进行有效运行。除此之外，如果周围温度过低，并且在这种较低的温度环境之下空气热源无法正常运行，则可以通过选择模式5进行供暖。

3 结束语

本文主要针对地源热泵技术及其应用进行研究与分析。首先对地源热泵空调系统的组成以及运行原理进行了一定程度的阐述，并介绍了系统的6种运行方式，然后，在此基础之上从非供暖期环境空气热源土壤蓄热控制以及供暖空调模式两个角度分析了系统的运行控制策略。希望我们的研究能够给读者提供参考并带来帮助。

参考文献

[1]倪龙，唐青松，李安民，马鑫，马最良.带辅助热源的地源热泵设计负荷比分析[J].制冷学报，2010（05）.

[2]董菲，倪龙，姚杨，姜益强，马最良.浅层岩土蓄能加浅层地温能才是地源热泵可持续利用的低温热源[J].暖通空调，2009（02）.

[3]Fang Wang，Mao-yu Zheng，Jun-peng Shao，Zhong-jian Li.Simulation of embedded heat exchangers of solar aided ground source heat pump system[J].2008.

[4]高青.效率高、环保效能好的供热制冷装置--地源热泵的开发与利用[J].吉林工业大学自然科学学报，2001，31（2）.

推荐访问:及其应用 源热泵 技术