分析研究暖通空调领域热泵技术应用现状论文_李芹

分析研究暖通空调领域热泵技术应用现状论文_李芹

杭州天境建筑设计有限公司 浙江杭州 310000

摘要:现阶段,随着科学技术的发展,电力工程的发展也越来越迅速。传统的暖通空调设备主要使用的能源是电力能源,随着人们需求的增多,对电能的消耗也会有所增加。而地源热泵技术则主要使用可再生能源来实现供暖降温的目的,在能源使用上具有一定的优势,因而在暖通空调节能应用领域中使用地源热泵技术对节约能源维持生态平衡有着十分重要的作用。

关键词:暖通空调领域;热泵技术;应用现状

引言

近年来,随着建筑标准不断提高,绿色建筑,低能耗建筑技术的发展要求,基于热泵技术的高能效比、清洁环保等优点,越来越多应用于暖通空调领域之中。

1 地源热泵技术

所谓的地源热泵,即是指以建筑物本身内部为核心构建的地热能源交换体系,其由水源热泵机和地热能交换系统共同组成。冬季把地能中的热量“取”出来,供给室内采暖,夏季把室内热量取出来,释放到地热能中。这里的地热能是指土壤、地下水源、地表水源、海水源、污水源等等所蕴藏的低温位热能。“地源热泵”的概念,最早是在1912年由瑞士的专家提出的,而这项技术的提出始于出于英国和美国。而20世纪末中国引入这项技术,到如今,这项技术已经被大量应用于各个地区和诸多领域。其中,土壤源热泵和地下水源热泵在严寒、寒冷地区应用较为广泛。与传统技术相比,地源热泵技术的环保节能的效果非常明显,有着经济效益显著,能耗较低的特点。同时,在地源热泵技术运作的过程之中,整套系统不会产生实质性的污染物质,有着较高的安全性能和稳定性能,整套系统的维修与检护也较为方便,系统的使用寿命也有一定的保障。随着近几年来我国政府对于地源热泵的推广力度逐渐加大,地源热泵技术在暖通空调领域也得到了广泛应用。然而地源热泵的技术存在的最大不足是“土壤热不平衡”的问题,即当供热量和供冷量不匹配时,土壤吸热、放热不平衡,导致土壤温度失衡,长年运行热泵效率降低,同时影响周边生态环境。另外,这项技术还存在着受建设地点水文地质条件制约、受打井场地限制等不利因素。因此在应用时,项目建设人员首先应该对于该区域的法律法规进行深入研读,对于建设地点的水文地质条件进行详细勘探,从而防止地下水过度开采导致的地面沉降系数过大的现象,从而对地下水浪费现象的发生。其次,设计过程中需对全年冷热需求进行平衡设计,从而减少对生态环境的不利影响。同时需对当地能源政策、用能价格及地源热泵的初投资和运行费用经济性分析。所以,项目设计之初就应该对于整套体系进行全面分析,同时与当地政府建立合作关系,可借助政府资源实现项目的建设。

2 新能源设计理念和暖通空调设计

2.1 新能源热泵技术设计理念简述

新能源热泵技术理念是为了迎合可持续发展战略提出的一种新型发展理念,旨在提升物的环保性能。当前阶段,随着社会大众环保意识的增强,新能源设计理念已经成为行业的主流指导理念。其内涵是通过自然规律和经济发展等诸多因素的综合考虑,加强工程项目建设中环保材料和新能源热泵应用技术的应用,以此实现能耗的降低。暖通空调是工程项目的重要部分,同样也适用于新能源设计理念。新能源热泵技术设计理念的提出对暖通空调设计人员作出了更高的要求,在新时期下,设计人员应该加强对流体力学、能耗分析等相关领域专业知识的学习,提升自身理论知识水平和技能经验,如此才能从能源、环保、经济等多个方面对暖通空调设计的思路和方法进行精确的把握。

2.2 新能源热泵技术下暖通空调设计原则分析

暖通空调领域设计的原则大致可以分为以下三个方面:其一,新能源环保原则。新能源环保原则要求暖通空调设计在材料选用方面做到高质量、低污染、低能耗,最好选用新型新能源环保材料。同时还应考虑到材料的回收利用以及日常维护问题。其二,节能性原则。暖通空调是能耗较大的部分之一,送风、制冷以及取暖等各个程序都需要消耗巨大的能源。节能性原则要求暖通空调设计应尽可能地降低能耗。其三,循环使用原则。循环使用原则要求暖通空调设计能够充分地利用能源,对系统内利用不充分或是未使用的剩余能源进行回收利用,促进能源使用率的提升,以此实现能源成本的降低,同时适当减少对自然环境的污染。

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3 暖通空调领域新能源热泵技术应用方法研究

3.1 太阳能节能新能源热泵应用技术

太阳能属于可再生能源的一种,总量巨大且不存在使用限制,将其应用到暖通空调设计中可以很好地体现出环保、节能等原则。现阶段,太阳能在暖通设计中最常见的应用就是太阳能供暖系统。其主要是通过集热器、换水箱以及其它加热设备的科学配置将太阳能转化为热能,经过一定的处理之后输送到系统换热中心,之后转换为热水输送到地板采暖系统。太阳能供暖系统可以根据室内实际温度进行实时调节。但是在阴雨天气,供暖系统则是通过燃气辅助进行加热。这样既能够为居民提供温暖舒适的生活环境,同时还具备热水供应功能,为人们的起居生活带来了极大的便利。由此可见,太阳能节能新能源热泵应用技术在暖通空调设计中的应用能够极大得减少生产成本、降低环境污染、节省能源消耗。同时,太阳能供暖系统在使用寿命上也具备较大的优势,经济效益远高于传统供暖方式,因此具备较高的推广价值。

3.2 地源热泵新能源热泵应用技术

地源热泵新能源热泵应用技术的主要作用是解决制冷和供热的问题,其优势在于能耗低、经济效益突出。相较于传统的空气源热泵,地源热泵新能源热泵应用技术主要是通过影响土壤温度的方式实现供热和制冷,这就避免了对地面和地下水水位及水质产生的不利影响,其散热和取热对环境的影响都十分有限。在冬季,地源热泵通过转化器将地下的热量输送到地上,完成供暖,同时这种方式还降低了地埋管线周围的温度,提升了管线使用寿。在夏季,地源热泵则是将地上的热量降到地下,提升地埋管线周围的温度。

3.3 冰蓄冷系统优化新能源热泵应用技术

冰蓄冷系统优化新能源热泵应用技术的优势可以总结为以下两点:其一,节能降耗,低温送风。其二,经济效益显著。这种新能源热泵应用技术主要在夜间用电量较低的时段对冷量进行积攒,并在白天用电高峰期进行释放,以此实现电费支出的降低。在环境条件相同的情况下,冰的蓄冷量远高于水,因此蓄冷池容积相对较小,进一步降低了热量损失,实现了对能耗的有效控制。

3.4 自然通风新能源热泵应用技术

风的流动会带走一定的热量,得到降低温度的效果。自然通风新能源热泵应用技术就是利用这一原理将自然风引入到管道中,通过风的流动带走其中的热量。同时,自然通风还能够起到改善室内空气质量的效果,且不会产生污染,因此其环保性能十分优越。

4 结语

综上所述,随着我国社会群众经济水平和生活质量的不断提高,人们对环境污染的关注度也在加强。受此影响,新能源节能理念开始在许多行业推行,尤其能耗巨大的领域,新能源设计理念已经成为其主流指导理念。开展暖通空调领域新能源热泵技术应用探究,同时在暖通空调领域设计中,设计人员应该紧紧把握新能源热泵应用技术更新的机遇,秉持可持续发展的观念,结合地域特点合理选用材料设备,对传统供暖系统的缺陷进行改善,最终实现系统建设和生态环境的有机结合。

参考文献

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论文作者:李芹

论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期

论文发表时间:2019/5/23

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