暖通工程设计中的地源热泵技术分析及研究

关键词：暖通工程；地源热泵技术；节能 

　　1.地源热泵技术的原理及优势 

　　1.1地源热泵的基本原理 

　　该技术的基本原理如下：对埋藏在地下浅层中的地热能进行充分、有效地利用，以此来达到调节建筑内部温度的目的，从而降低供暖和空调能耗，实现建筑节能。具体而言，地源热泵就是将能量从高温热源向低温热源转移的过程，它在暖通工程中的应用，可实现对地热能的平衡利用，进而为居住在建筑中的居民提供一个舒适的生活环境。当建筑内部温度过高时，可利用该技术将多余的热能释放到大地的土壤当中，若是建筑中的温度较低时，则可将地下浅层土壤中蕴含的热能吸取出来供给建筑，以提高室内温度。 

　　1.2地源热泵技术的优势 

　　1.2.1清洁环保可再生 

　　地球深部蕴藏着巨大的热能，通过地表向空气中散发，这种能量属可再生能源，并且取之不尽。同时，在开发利用地表浅层热源时，与地层只有能量交换，没有没有质量交换，对环境没有污染，属于清洁能源且不会破坏原有的自然界能量系统。 

　　1.2.2节能高效 

　　在冬季，地下温度往往高于地上环境温度，而在夏季，地下温度又会低于地上环境温度，这使得地下热源具备一定的稳定性。根据调查数据显示，运用地源热泵技术可大幅度降低温度调控产生的费用，仅为常规空调费用的50%。 

　　1.2.3实用性强 

　　地源热泵技术可实现多种功能，即建筑供暖、制冷、提供生活热水。如此一来，可有效降低建设配套设施而增加的成本，并且还可以节省配套设施的占地面积。同时，地源热泵机组的运行工况十分稳定，深埋于地下的管路可使用50年以上，且机组使用寿命也可维持在20年左右。 

　　1.2.4维护简单 

　　在暖通工程中使用地源热泵技术，可避免在冬季对设备进行除霜处理，并且热泵机组的构成系统极为简便，基本上不需要维护室外机组部分。而对于室内维护，只需安装制冷空调即可。 

　　2.地源热泵技术在暖通工程设计中的应用 

　　2.1工艺要点 

　　2.1.1钻孔 

　　（1）在钻孔施工前，要深入到施工现场进行勘察，结合已有的施工经验，确定钻孔数量、孔行距以及覆盖面积，对钻孔施工进行整体布局；（2）根据施工图进行定位放线，规划好施工现场泥浆池、土方、堆土场以及通道的位置，使其满足施工要求；（3）采用垂直钻孔的方式，在钻孔中避免对管道造成破坏。严格控制钻井机械的停放位置，要求垂直偏差和水平度偏差分别不超过0.5%、1%；（4）钻孔与钻孔之间开挖泥浆池，尺寸为140em×70cm×50cm，以满足施工现场水循环的需要；（5）分派专职人员检验实际钻孔是否与设计图纸相符，若发现偏差较大，则要及时予以纠正；（6）集中堆放施工中产生的土方，为防止扬尘应对土方进行覆盖。为避免在钻孔过程中出现塌方现象，要灌入泥浆，在其凝固后成为护壁，起到一定的支撑作用；（7）当钻孔施工完毕以后，应对隐蔽工程中的钻孔深度及成孔质量进行检验，并做好相应记录。 

　　2.1.2组装 

　　在暖通工程设计中应用地源热泵技术时，地埋式u形管可在现场进行预组装，在进行组装前，应当将管以水平的形式整齐堆放在地面上，防止局部受压导致管材变形影响工程质量的情况发生。根据有关规范标准的规定要求，管材的堆放高度应当控制在2.0m以内，管件则应成箱存放在仓库的货架上，若现场未设置仓库，则应整齐堆码在平地上。管材运至现场后，应进行覆盖，避免在阳光下长时间暴晒，以免影响管的性能。 

　　2.1.3下管 

　　可采用预制混凝土导头下井施工法进行下管，在对导头进行预制时，应确保其直径小于钻孔直径，依靠导头自重及管内水的重量进行下井，由此除能够确保下管的速度之外，还能使管顺利达到地源井底部。 

　　2.2注意事项

　　（1）土壤换热器应采用竖直埋管，避免因回灌地下水带来水环境污染。经大量工程实践证实，单u型管的实用性大于双u型管，所以应推广使用单u型管。但是，在使用单u型管时，必须埋设更多的管材，可能会造成建设成本增加。 

　　（2）在地源热泵机组安装过程中，即便是在冬季也要避免使用防冻液，这是因为：冬季地下温度高于地表温度，只需设计数量充足的土壤换热器，即可将水作为介质；防冻液本身属于化学制剂，若使用过量则会对环境造成污染，并因温度过低影响地源热泵的运行效率。 

　　（3）地源热泵系统所使用的管材必须具备高强度的惰性，为了保证水系统平衡，应将土壤换热器系统中的调节方式设计成室外阀门调节。 

　　3.结语 

　　综上所述，在暖通工程设计中，可对地源热泵技术进行合理运用，通过该技术的应用，除了能够使暖通工程的整体能耗得到显著降低之外，还能使建筑能耗随之下降，对于建筑节能具有重要的作用。实际工程中，应对地源热泵装置的安装质量进行严格控制，由此可确保地源热泵的运行更加安全、稳定，从而使其节能作用得以充分发挥。