关于地源热泵应用的探讨

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1、关于地源热泵应用的探讨　　【摘要】当前，很多民用建筑，特别是公共建筑，其基本的运营设备，已从“冷水”加“强电”。过渡到“冷热水”加“暖通”加“强电”加“智能化”的阶段。很多新建的医疗机构，比如医院、疗养院、医学研究中心等，均纷纷采用了这种系统模式，因为它具有更为优秀的舒适度和便利性，与此同时，一个现实问题摆在了眼前――能耗的急剧增加。解决这个问题的途径，就是营造绿色建筑，这就需要在各个高耗能的节点上采取节能措施。在新建医疗建筑中引入绿色节能的地源热泵技术，使医护人员、患者在工作、就医时，能够切身体验到舒适和谐、环境怡人。在现代医疗建筑中，地源热泵系统的应用前景相当广阔，已成为医

2、疗建筑在节能领域的发展趋势之一。　　【关键词】绿色建筑空调医疗建筑地源热泵节能　　概论　　地源热泵系统，是通过设备，将大地浅层和深层的能量作为冬季热源和夏季冷源，由热泵机组通过卡诺循环原理和逆卡诺循环原理，向建筑物供冷和供热的系统。即利用自然能源，经过逆向热力循环，转化为建筑使用能源的一种高效、低耗的热力系统。其所采用的能量是可再生能源，是既可制热、又可制冷的新型中央空调系统。图1地源热泵系统　　地源热泵的组成、分类　　地源热泵系统，按照设备区分，一般包括地热能交换设备、热泵机房设备、建筑物内部末端的热交换设备，各类设备之间的连接管路等组成。　　按照安装部位区分，包含地上部分和

3、地下部分，地上部分主要由供暖和通风设备组成。地下部分也称为地下热交换器。　　图2地源热泵系统简图　　能耗低，效率高，无污染　　对地源热泵系统进行技术分析，夏季地下部分与地上部分的温差高，散热过程的换热效率很高，而在冬季，地下部分与地上部分的温差低，取热过程的换热效率也很高，也可不设置任何辅助加热设备和除霜设备，大幅降低除霜的能耗。地源热泵系统与锅炉供热系统相比较，锅炉热效率为70～90%，锅炉可将90%的电能或70%的燃料内能转化为制热量，因此，地源热泵系统要比电锅炉系统节省65%以上的电能，比燃料锅炉节省50%以上的能量；同时，在环保方面，地源热泵系统不会污染和破坏地下水资源

4、，不存在燃烧，也不会产生烟气，对大气环境非常友好，更没有固废产生，环境友好型的“绿色技术”。　　运行稳定　　冷热源是地源热泵系统运行的基础，其冷源和热源均为地层，而地层的温度，在每个季节都相对稳定，与同一位置气温的波动幅度相比，前者要远小于后者。在冬季，前者要比后者的温度高，而在夏季，前者又比后者的温度低，且温度变化幅度一般也处于10～25℃之间，以浙江南部近年建设的一所大型医院为例，其地处浙江省温州市境内，位于总面积超过10平方公里的三��湿地内，湿地冬暖夏凉，作为冷热源的条件非常出色，在机组设计方面以及和配置上，可采用每台机组均设置相对独立的供热系统和供冷系统。如果地埋管道

5、系统运行正常，个别机组停机，也不会对整个系统的正常运行造成影响。地源热泵系统机组运行的稳定性十分突出，几乎不会被环境温度的变化所影响，即便在寒冷的冬季，机组的制热量也几乎不会降低，也不必因结霜除霜而停机，很重要的一个特点是，机组使用全寿命周期长，一般可达到20年。　　建筑成本和人力成本低　　很多传统暖通系统中的大型设备，在地源热泵系统中均无，比如锅炉房、冷却塔、煤场、渣场、油罐及其附属构筑物，节省了建筑空间和占地面积，降低基建成本和土地成本，并改善了环境形象。同时也省去了锅炉维护人员和值班人员，从而节约了人力成本。避免锅炉运行生产过程中产生的噪声污染、空气污染等忧虑，提高了后勤

6、的运转效率。储油库、油罐、煤场等危险源的取消，大幅降低了医院的安全隐患。　　改善工作和就诊环境　　很多医院用地紧张，寸土寸金，院区的环境整洁度、美观度、舒适度都不容乐观，特别是本世纪之前建成的医院，地理位置一般都在闹市区，总用地面积小，且周边没有扩建的余地，因此出现建筑密度过高，而绿化率又过低的情况。《综合医院建设标准》规定医院绿地率不应低于35%；改建、扩建综合医院的绿地率不应低于30%。容积率的提高，势必会增加配套的设备及相关系统的增加，为避免给紧张的用地情况雪上加霜，可采用地源热泵系统，因为其不占地，可在其上布置绿化和景观，改善环境。　　本系统的制热和制冷的温度全年都较为

7、稳定，一般为10～25℃，其制冷、制热系数可达～4.4，与空气源热泵相比，高约40%，其运行成本约为中央空调的50～60%。在工程营造成本上，地下布管工程的造价占总造价的三分之一。在初期投资方面，地源热泵系统约为空气源热泵机组成本的两倍，但其运行成本却有较大优势，土壤源热泵系统运行的费用比风冷热泵节约30%以上。　　地源热泵系统有点众多，即经济又高效，即节能又环保。但笔者根据自身的实际经验和理论分析，认为该系统的大范围应用，仍然存在制约因素，值得业内人士的反思。　　在我国，地源热泵系统技术方