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有关地源热泵系统节能运行管理研究

[摘要]随着经济和社会的快速发展，我国利用地源热泵系统进

行供暖的工程项目越来越多。地源热泵系统的利用能够有效解决新

疆等地区冬季供暖的问题，并能够降低能源的消耗。在使用中需要

加强地源热泵系统的节能运行管理，本文将对其节能运行管理进行

探讨和分析。

[关键词]地缘热泵系统节能运行管理研究

中图分类号：tu831文献标识码：a文章编号：1009-914x（2013）

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1、地缘热泵系统概述

当今社会，环境污染和能源危机已成为威胁人类生存的头等大

事，如何解决这一问题，已成为全人类的课题。在这种背景下，以

环保和节能为主要特征的绿色建筑及相应的空调系统应运而生，而

开发浅层地热能的热泵空调系统正是满足这些要求的新兴中央空

调系统。浅层地热能是赋存在地球表层岩土体或地表水中的低温地

热资源，是一种新型的优质清洁能源，具有可再生、分布广、储量

大、清洁环保、经济实惠、安全性强和可用性强等特点。它是地球

浅表层数百米内（200米）的土壤岩石和地下水中或地表水中所蕴

藏的一种低温热能，其能量主要来源于太阳辐射和地球梯度增温。

与深层地热相比，浅层地热能分布广泛、储量巨大、再生迅速、采

集方便、开发利用价值更大。主要采用热泵系统（包括地源热泵、

水源热泵、地表水源热泵等）进行开发利用。

2、地源热泵系统节能运行管理研究

2.1地源热泵系统节能特性

当前地缘热泵系统得到了广泛的应用，地缘热泵系统主要有以

下几个方面的优点：首先其运行费用较低，节能效率较高。夏季制

冷较之常规系统要节约40%——50%的运行费用，而冬季供暖的节约

可高达70%。常规的冷暖热泵空调在冬季更是要频繁除霜或加进辅

热热源，地源热泵则不受室外温度的影响，保证一个相对稳定的出

力，即使在最恶劣的情况下也工作自如，有利于营造健康舒适的室

内空气环境。其次其为绿色能源且使用周期较长，地缘热泵系统不

需要锅炉，无燃烧产物排放，节能、环保、无污染。地缘热泵系统

机组寿命均在20年以上，和常规空调相比，其寿命的增加非常明

显。避免了冷却塔每年的清洗，取暖锅炉或吸收式制冷锅炉的除碱

的保养。一般来说，用户由于选用地源热泵所增加的初投资在系统

运行3年左右即可全部收回。由于不再受环境和空气的影响，地源

热泵在极大的地理范围内和不同的季节里均能正常高效地工作，并

保证足够的出力。因此一套系统便可在夏季制冷，冬季供暖，一年

四季提供生活热水，从而完全取代了家中的空调机，热水器和暖气

片。对开发商则免去了供暖管线，锅炉，燃料间和运行管理等问题。

建筑群总体形象也免受破坏，因为建筑物外部不再有烟囱，冷却塔，

室外也没有空调挂机。地源热泵是典型的中央模式，可以保证每一

个空间上的舒适，使您在家中活动自如，全无隔阂。但它却仍保留

了分户计算的优点，并且没有大型中央系统的维护问题。最后地缘

热泵系统可以实现空调系统无人值守，自动运行。地源热泵系统不

带有室外安装的设备，不设冷却塔，屋顶风机，没有室外设备安装

维护费用；压缩机工作稳定，维护费用大大低于传统中央空调，地

缘热泵系统可广泛应用于格式建筑。

2.2地源热泵系统节能运行管理分析

在地源热泵系统运行节能管理中主要需要做好以下几个方面：

（1）合理调节负载。当前地源热泵系统主机系统已经较为智能化，

管理人员可以通过对输入电压和载荷进行调节。地源热泵系统自动

调节主要有两种方式，首先需要根据实际载荷为标准进行调节，其

次需要根据回水的温度进行调节。管理人员在系统末端进行回水温

度的设定，当回水温度设定后即可依此长期运行。管理人员需要根

据载荷进行回水温度的实时监控。这种管理方式能够有效的调节室

温，从而减低能源的损耗。（2）地源侧流速控制。地源热泵系统设

计和运行中管理人员需要掌握地源侧流速。在一般情况下管理人员

需要控制地源侧流速在合理的范围。地源热泵系统设计中不根据流

速进行设计主要是因为部分负载运行中地理循环泵亦开启了，然而

地源孔已经全部投入运行，从而使地源流速较低。当地源侧水力不

平稳时会导致地源孔流速降低。地源热泵系统中地源侧流速会对热

效应造成较大的影响。在相关的测试数据中地源热泵系统中地源侧

流速对换热效果具有较大影响，实践数据表明，地源侧流速降低

37%，地源孔散热量降低18%。因此，在地源热泵系统的运行中，应

尽可能地控制地源侧流速。节能管理的具体措施是部分地埋泵停运

的同时将相应地源孔埋