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浅谈地源热泵设计应用与节能 　　【摘要】：地源热泵是一项新兴的节能环保、可再生能源利用技术,本文介绍了地源热泵空调系统,并就地源热泵空调系统设计和实际工程应用中应注意的问题进行了阐述和探讨。 　　【关键词】：地源热泵 应用 节能 　　 近年来，随着我国社会经济的发展及人民生活水平的不断提高，改善建筑热舒适条件已成为一个比较突出的要求。空调作为目前改善建筑热舒适条件的工具，早已悄悄进入我们的生活。然而，随着空调设备的日益普及，建筑耗能量势必将迅猛增加，对大气环境的污染也将日趋严重。如何在建筑热舒适条件得到改善的条件下把建筑耗能量减下来，成了暖通界人士首要其冲需要解决的问题。 　　 资料表明:我国已探明的能源总体储量，煤炭储量约占世界储量的11%，原油占2.4%，天然气仅占1.2%，我国人口约占世界人口的20%，人均能源占有量不到世界平均水平的一半。我国是煤炭大国，但世界七大煤炭大国中其余六国的的储量比都在200年以上，只有我国的储量不足百年。石油的储量为四十年。面对如此严峻的能源形势，国家总的能源政策还是节能和新能源开发、再生能源利用并重，地源热泵系统由于采用的是可再生的地热能，因此被称之为：一项以节能和环保为特征的21世纪的技术。因此，地源热泵技术的推广应用在我国具有极大的现实意义和广阔的发展前景。 　　 随着我国人民生活水平的提高，人们对室内热舒适度的要求也越来越高。室内环境不再是“冷在三九，热在三伏”，而是全年维持在一个舒适的水平上。热泵由于集供热与制冷于一机的良好性能，深受人们的喜爱，成为暖通空调领域一颗炙手可热的新星，异军突起，发展十分迅速。目前，我国市场上销售的热泵大多是空气源热泵。但空气源热泵在许多方面仍不尽人意。如在制热季节需除霜，要启动制冷功能，这样便增加了能耗，减少了制热量；又如，在最热季与最冷季往往是需要热泵出力最大的时候，但其制热量与制冷量却是最不利时的时候，所以一般需设辅助设备。由此人们的研究工作开始转向了地源热泵(ground-source heat pumps )。 　　 二十世纪九十年代后期，地源热泵空调技术在我国的研究和应用有了发展。地源热泵是一种利用地下浅层地能，将低位能向高位能转移，以实现供热制冷的高效节能空调系统。其利用地层在一定深度下一年四季温度比较恒定，保持在15℃以上，且具有热容量巨大、可以再生等特点，通过埋设在地下的换热管与土壤进行热交换，冬季把土壤中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下土壤中，此时地能为“冷源”，如下图： 　　 　　 　　此外，冬季通过热泵把大地中的热量升高温度后对建筑供热，同时使大地中的温度降低，即蓄存了冷量，可供夏季使用；夏季通过热泵把建筑物中的热量传输给大地，对建筑物降温，同时在大地中蓄存热量以供冬季使用。在地源热泵系统中，大地起到了蓄能器的作用，进一步提高了空调系统全年的能源利用效率。可以大大减少对化石燃料的消耗，减少对环境的污染，符合人类可持续发展的要求。地源热泵系统是一种高效、节能、环保的冷暖中央空调系统。 　　一、地源热泵空调系统设计 　　 地源热泵空调系统的设计，主要包括两大部分：一是建筑物内的水环路空调系统的设计；二是地源热泵空调系统的地下部分的设计，即地下耦合热泵系统的地下热交换系统的设计。 　　1．地源热泵系统循环简介及选择 　　 地源热泵系统按其循环形式可分为：闭式循环系统、开式循环系统和混合循环系统。 　　1.1闭式循环系统 　　 封闭循环系统是指冷（热）源侧的循环水在机组室外换热器与地源换热器间形成封闭循环。管道可以通过垂直井埋入地下150－200英尺深，或水平埋入地下4－6英尺处，也可以置池塘的底部。在冬天，管中的流体从地下抽取热量，带入建筑物中，而在夏天则是将建筑物内的热能通过管道送入地下储存；所用管道为高密度聚乙烯管或其他防腐管道作为输送和地源热交换器材料。大部分地源热泵冷（热）源侧换热系统是采用封闭循环。 　　1.2开式循环系统 　　 开式循环系统是其管道中的水来自湖泊、河流或者竖井之中的水源，在以与闭式循环相同的方式与建筑物交换热量之后，水流回到原来的地方或者排放到其它的合适地点。 　　1.3 混合循环系统 　　 对于混合循环系统，地下换热器一般按热负荷来计算，夏天所需的额外的冷负荷由常规的冷却塔来提供。 　　1.4 循环系统选择 　　闭式循环系统是一中比较稳定可靠的常规循环系统，对地下水、地下环境没有污染，一般设计应优先考虑该循环系统。对于地下设计热交换空间不够充分，或垂直埋管困难等地下特殊情况，可考虑设计混合循环系统。 　　2. 系统设计参数讨论 　　 关于（冷）热源侧水流量，要由最大得热量和最大释热量确定的。埋管中水流速的选取