阐释节能降耗积极利用可再生能源、节能降耗：论地源热泵技术

论文导读：
从地源热泵应用情况来看，欧洲国家主要偏重于冬季采暖，而美国则注重于冬夏双工况运行。由于美国的气候条件与中国很相似，因此研究美国的地源热泵应用情况，对于我国地源热泵的发展有着借鉴意义。地源热泵技术原理分析，技术保障分析，节能分析。
蒸发器；冷凝器；原理；节能；技术保障
“地源热泵”的概念最早于1912年由瑞士的专家提出，而该技术的提出始于英、美两国。1946年美国建成第一个地源热泵系统。但是这种能源的利用方式没有引起当时社会各界的广泛关注，无论是在技术、理论上都没有太大的发展。过了几年欧洲便开始了研究地源热泵的第一次，但由于当时的能源低，这种系统初投资大并不经济，因而未得到推广。直到20世纪70年代初世界上出现了第一次能源危机，地源热泵技术才开始被受到重视，许多公司开始了地源热泵的研究。这一时期，欧洲建立了很多水平埋管式土壤源热泵，主要用于冬季供暖。虽然欧洲是世界上发展地源热泵最成熟的地区，但是它也曾因为热泵专家不懂安装技术，安装工人又不懂热泵原理等因素，致使地源热泵的发展走了一段弯路。
随着科技的进步，关于能源消耗和环境污染的法律越来越严格，地源热泵的发展迎来了它的另一次。以欧洲国家为代表，大力推广地源热泵供暖和制冷技术。政府采取了相应的补贴政策和保护政策，使得地源热泵生产和使用范围迅速扩大。
地源热泵技术是一种利用地热资源（包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调设备，因此地源热泵按照利用地热资源的情况大致可分为土壤源热泵及水源热泵两种。地源热泵能通过输入少量的高品位能源（如电能），实现由低温位热能向高温位热能转移。地热资源分别在冬季作为热泵供热的热源和在夏季作为制冷的冷源，即在冬季，把地热资源中的热量取出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到大地中去。通常地源热泵消耗1kWh的能量，用户可以得到4kWh以上的热量或冷量，是能效比较高的节能设备。

1.地源热泵技术原理分析

长春卷烟厂地源热泵技术概况。地源热泵系统有两个水循环系统，一个是室内端循环系统、一个是室外地埋换热循环系统，整个系统的核心设备为主机系统，循环介质为制冷剂冷媒。
目前我厂采用的是土壤源热泵技术，利用地源热泵主机的冷凝器、蒸发器的温差实现制冷和制热。我厂地源热泵系统负荷面积约为26000平方米（综合楼、联合工房辅房），末端空调方式为风机盘管、采暖为地板辐射（局部为散热器），地源热泵机房内设置有2台意大利克莱门特双工况螺杆式地源热泵机组，单台制冷量1163.6KW，单台制热量为1218.5KW。设置有一组利用动力中心锅炉排气余热的板式换热器，可以为室外地埋侧水循环系统补充部分热能来提高地温，同时考虑备用情况设置一套与地源热泵系统并联可切换运行的汽-水换热器，热源为动力中心提供的饱和蒸气，换热量为2047.5KW。从系统结构上看，室外地埋侧换热系统共分为A、B、C三个区，A区位于综合楼西侧，共计115个换热孔，B区位于厂前区广场西侧，共计160个换热孔，C区位于厂前区广场东侧，共计220个换热孔，三个区共有495个换热孔，孔深100米，孔内为双U型换热管。机房内共设置3台室内侧循环水泵和3台地埋侧循环水泵，均按2用1备方式设置，循环泵采用变频控制。补水系统采用全自动软化水装置、补水箱、落地式膨胀罐、补水泵的补水方式，利用检测到的回水主管路的压力变化，自动控制补水泵启停（低起高停），达到系统恒压运行的目的。
技术原理分析。冬季制热时室内端循环系统的水流经主机的冷凝器、室外地埋换热循环系统的水流经主机的蒸发器；主机工作时，压缩机将制冷剂循环压缩，制冷剂在蒸发器内通过节流阀产生相变（由液体变为气体）吸收热量，室外地埋换热循环系统水的热量在蒸发器内被提取出来，水温降低，循环到室外地埋管换热器中再从地下吸取热量恢复水温；制冷剂在冷凝器内通过压缩机的压缩再次产生相变（由气体变为液体）释放热量，室内端循环系统的水在此被加热升温，循环到室内采暖系统散热降温后再次在冷凝器内加热；这一过程循环往复就实现了把土壤中的热量提取出来，经地源热泵提升温度供给室内采暖。
夏季制冷时室内端循环系统的水流经主机的蒸发器、室外地埋换热循环系统的水流经主机的冷凝器；把土壤中的论文导读：
冷量提取出来经地源热泵降低温度供给室内空调系统。
夏季运行时，通过冷凝器和室外地埋换热循环系统将热量存储到大地中，供下一个采暖期使用。冬季则通过蒸发器和室内循环系统将冷量存储到大地中，供下一个夏季使用。大地就是一个冷热量存储的“银行”，资源取之不尽、用之不竭。

2.系统可靠性的技术保障分析

此系统设计前要进行土壤的热响应试验，获得可靠的数据后，使设计有准确的依据，才可以保证室外换热系统的有效换热孔数量、深度等参数是否满足冬夏需求。
地埋侧系统最好采用优质的PE管及管件，严格按照施工规范施工，做好地埋成品管道的保护，如管沟内回填一定量的中粗砂、交叉管之间铺垫橡塑板、增加水平管的敷设深度等措施，达到进一步改进施工质量的效果。
地埋侧系统要分区加装流量平衡阀，保证整个系统流量均衡、温升温降一致；每个区的水平主管道全部采用同程式连接，有利于水力平衡，换热充分。
分、集水器检查井合理设置，每一个分集水器的每个支路带换热孔数量不宜过多，一般在10个以下，如果一旦某个换热孔出现问题可以很源于：论文怎么写www.7ctime.com
方便的检测到，并能保证换热孔的安全性。
北方地区冬季漫长，冬季从土壤中正常取热量大于夏季向土壤中蓄热量，长期将造成土壤的热平衡失衡，地温逐年降低，造成“冰岛”，影响系统的使用，这是地源热泵系统在北方能否成功运行的关键问题，针对此问题我厂采取了解决冷热平衡的措施。
利用锅炉的排烟余热与室外换热系统换热，将热量蓄积到土壤中。夏季可以与联合工房的空调系统联通，高效的为生产工艺空调提供冷源，同时可以将热量蓄积到土壤中。

3.节能体现及发展前景

总结起来看地源热泵系统优点较多，节能高效，稳定可靠，一机多用，无环境污染，维护费用低，使用寿命长，机房系统节省空间，在能源消耗较大的当今形势下，积极利用可再生能源，体现节能降耗势在必行，这是国家、社会、企业以及每个人的责任。
北方可以采用地源热泵技术供给采暖、空调；源热泵技术节能效果好。
陆耀庆主编.适用供热空调设计手册（第二版）
曲云霞，张林华等.地源热泵系统辅助散热设备及其经济性能[J].可再生能源，2003.33