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地源热泵中央空调系统在建筑中的应用与安装

发布时间:2021-06-27 19:50:13 浏览数:

摘 要:随着科学技术的不断发展,许多新型能源被研发出并投入使用,地源热泵就是其中的一种。地源热泵是利用浅层地热源研发而成的,并被应用到中央空调系统中。中央空调系统通过运用地源热泵,降低了成本,减少了污染,这在建筑业中起到了非常关键的作用。

关键词:地源热泵;中央空调;节能;环保

中图分类号:TU96+2 文献标识码:A 文章编号:2095-6835(2014)10-0043-02

地源热泵已成功利用地下水、江河湖水、水库水、海水、城市中水、工业尾水、坑道水等各类水资源和土壤源作为其冷、热源。地源热泵是一种利用浅层地热能源的高效节能系统,既可供热又可制冷。将地源热泵应用到中央空调系统中,在冬季,可作为热泵供热的热源;在夏季,可作为制冷的冷源,为中央空调系统的应用提供了高效、节能的能源支持。

1 地源热泵的工作原理

随着科学技术的不断进步,空调业也在快速发展,中央空调系统的使用也越来越多。地源热泵是中央空调系统最重要的组成部分,可以这么说,地源热泵的存在才体现出了中央空调系统的优势。现阶段,环保、节能、经济、安全可靠的中央空调系统被广泛使用,本文从建筑业方面对其进行详细的分析。

地源热泵是利用地层水和土壤资源蓄热和蓄冷的特性,地下常温土壤和地下水相对稳定的特性,通过建筑物周围地下管道或地下水,根据热泵的原理,实现了低位热能向高位热能的转移,从而完成建筑物的热交换。地源热泵采用双管路水系统将建筑物中的所用地源热泵机连接起来,从而形成封闭环路的中央空调系统。该系统工作原理:在寒冷的冬季,地源热泵通过埋在地下的管道收集地层的热能(比如太阳能、常温土壤热能),并将收集到的热能通过环路带到中央空调系统管道中,最后将这些热能在压缩机和热交换器作用下产生的暖气释放到室内;在炎热的夏季,其工作原理正好与冬季相反——是将室内的热量吸收并通过系统转移到地源中释放,在吸收热量的同时也实现了制冷的效果,从而实现了建筑物使用空调制冷的目的。

2 地源热泵中央空调系统的应用特点

与传统的空调系统相比,地源热泵中央空调系统存在着明显的优势。也正是因为具有这些优势,中央空调系统才在建筑业中被广泛运用。以下就地源热泵中央空调系统在建筑业中的应用,对其优势作了详细的介绍。

2.1 节能减排

节能减排是地源热泵中央空调系统的一大优势。地源热泵采用的能源是自然界中的天然能源,摒弃了传统燃料燃烧能源的情况。同时,地表浅层的太阳能是取之不尽用之不竭的,完全可以给地源热泵提供所需的热能,再加上地下层土壤四季恒温,冬季温度高于外界空气温度,夏季低于外界温度,因此,使用地源热泵中央空调系统既能节能又能节省运行费用。地源热泵作为一种新型的技术能源,在其使用过程中进行了能量之间的交换,并没有浪费资源,同时还减少了二氧化碳的排放,实现了节能减排的城市环境建设目标。

2.2 经济环保

地源热泵中央空调系统的能量来源是太阳能,这种纯天然的热能省去了能源材料费,带来不少经济效益。传统空调系统采用的是化石燃料热量,不仅成本高,而且燃料燃烧后产生的大量二氧化碳给空气造成严重污染。而地源热泵采用的太阳能不仅节省了成本,而且它采用的能量交换技术既避免了资源流失,又减少了二氧化碳的排放,并且因地制宜在南方设置了冷却塔进行降温,以此解决南方制冷大于制热产生的土壤热能积累问题。地热资源取之不尽、用之不竭,浅层地表温度稳定,提高了地源热泵空调系统的运行效率,节省了运行成本。地源热泵中央空调系统稳定又经济的特点特别适合建筑业这种大规模工程的使用。

2.3 安全可靠

与传统空调系统相比,地源热泵中央空调系统运行流程较为简单。地源热泵采用地热能能量交换技术代替传统空调系统中的加热和冷却系统,这样也就省去了系统中不必要的机械部件,从而降低了维护费用。同时,地源热泵系统采用室内和地下安装,这样延长了机械部件的使用寿命,并采用电脑远程自动化控制,减少了人工操作,避免因人工错误操作带来的安全问题。

综上所述,地源热泵中央空调系统节能减排、经济环保、安全可靠的优势完全符合建筑业的建设要求。地源热泵中央空调系统在建筑业中的运用,给建筑业的发展带来了极大收益,同时也是现代科技发展的需要。

3 地源热泵中央空调系统的安装

地源热泵中央空调的安装不同于传统的空调设备安装。地源热泵中央空调采用钻孔、U型管制备、灌注等工艺进行安装,这种安装工艺是针对地源热泵的使用特点和现代技术制定出来的。

3.1 钻孔

使用钻机在地下垂直钻孔。地源热泵室外地埋管一般选用的都是垂直方式,根据不同的地质特征选用不同的钻机技术,土质较好的采用裸孔钻机,比如岩层这种土质需要下套管。钻机施工完成后必须保持孔壁完整。

3.2 U型管的制备

按照设计要求尽可能将U型弯接头的熔接作业在室内完成,以此保证熔接接头的牢靠性。在U型管中注入防冻液,以此增加U型管的整体重量,方便下管,并可以作为传热介质。U型管的下放深度决定着热量的采取情况,因此必须保证U型管的下放深度。U型管最常用的下放方式是人工下放,人工可凭感觉判断U型管的下放是否符合要求,另外,人工下放方式可保证U型管完全进入孔内。

3.3 灌注

U型管与钻孔孔壁间不能存在间隙,因此需要通过注浆将间隙填充,这样才能更好地完成传热性能。同时要选用热阻抗较小的材料,避免因填充材料影响系统的传热效果。

4 结束语

地源热泵中央空调系统因其节能减排、经济环保、安全可靠等优点被广泛推广和应用。随着建筑业的快速发展,对建筑技术的要求也越来越高,建筑系统的很多功能都需要用到地源热泵中央空调系统。因此,无论是对机械设备的降温和增温,还是人们日常生活的取暖和除热,都与地源热泵中央空调系统息息相关。基于这一点,建筑业对地源热泵中央空调系统的应用和安装也将加大力度,以适应生活、环境的需要。

参考文献

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[5]杨文芳.地源热泵在新建建筑中应用的经济性研究及政策建议[D].西安:西安建筑科技大学,2010.

〔编辑:刘晓芳〕

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