【摘要】：地源熱作為一種新能源清潔能源，已經得到了廣泛的關注，本文以下內容將對地源熱泵空調系統施工及經濟性進行分析，以供大家借鑒參考之用。

　　【關鍵詞】：地源熱泵;空調系統;施工;經濟性分析

　　[ Abstract ]: The ground-source heat as a new energy and clean energy, it has received widespread attention, in this paper, the following will analyzes the ground source heat pump air conditioning system construction and economic, to draw lessons from for everybody reference purposes.

　　[ Key words ]: ground source heat pump; air conditioning system; construction; economic analysis

　　中圖分類號：P314 文獻標識碼：A 文章編號：

　　1、前言

　　改革開放以來，隨著經濟的不斷發展和科學技術的不斷進步，各種新技術、新材料和新工藝不斷涌現，這給一些新能源、清潔能源的利用提供了技術支持，也使其使用變成了可能。地源熱能源作為一種新能源、清潔能源隨著地源熱泵的出現在近十幾年來得到了廣泛的應用。地源熱泵是一種利用含有大量能源的土壤或者地下水作為吸熱或者排熱的熱交換器，以實現空氣調節的一種系統。本文以下內容將對地源熱泵空調系統施工及經濟性進行分析，以供大家參考學習之用。

　　2、地源熱泵概述

　　地源熱泵的原理是：大地土壤長年溫度穩定, 系一個巨大的免費能量源泉。地源熱泵技術利用地下土壤與地面環境的溫差, 實現地下土壤與地面環境的能量交換, 從而達到地面特定環境對地下土壤釋放熱量或從地下土壤吸收熱量的目的。地源熱泵空調系統采用地源熱泵技術, 把熱交換器埋于地下, 通過傳熱介質在高強度塑料管組成的封閉環路中循環流動, 實現與大地土壤進行冷熱交換。夏季地源熱泵空調系統通過機組將房間內的熱量轉移到地下, 對房間進行降溫;冬季通過機組將土壤中的熱量轉移到房間, 對房間進行供暖。

　　根據作者多年的實踐經驗，認為地源熱泵空調系統具有以下特點：第一，地源熱泵是利用了地球表面淺層地熱資源作為冷熱源，進行能量轉換的供暖空調系統。地表淺層地熱資源可以稱之為地能，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽能、地熱能而蘊藏的低溫位熱能。地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽能量，比人類每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制，真正是量大面廣、無處不在。這種儲存于地表淺層近乎無限的可再生能源，使得地能也成為清潔的可再生能源一種形式。第二，地能或地表淺層地熱資源的溫度一年四季相對穩定，冬季比環境空氣溫度高，夏季比環境空氣溫度低，是很好的熱泵熱源和空調冷源，這種溫度特性使得地源熱泵比傳統空調系統運行效率要高40%，因此要節能和節省運行費用40%左右。另外，地能溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩定，也保證了系統的高效性和經濟性。第三，地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當于減少40%以上，與電供暖相比，相當于減少70%以上，如果結合其它節能措施節能減排會更明顯。雖然也采用制冷劑，但比常規空調裝置減少25%的充灌量;屬自含式系統，即該裝置能在工廠車間內事先整裝密封好，因此，制冷劑泄漏機率大為減少。該裝置的運行沒有任何污染，可以建造在居民區內，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠距離輸送熱量。第四，地源熱泵系統可供暖、空調，還可供生活熱水，一機多用，一套系統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統;可應用于賓館、商場、辦公樓、學校等建筑，更適合于別墅住宅的采暖、空調。此外，機組使用壽命長，均在15年以上;機組緊湊、節省空間;維護費用低;自動控制程度高，可無人值守。

　　3、地源熱泵空調系統的施工

　　地源空調系統的施工主要包括兩部分, 分別為地下埋管系統的施工及地源熱泵機組及其他設備的安裝。目前地源熱泵地下埋管換熱器主要有兩種形式, 即水平埋管和垂直埋管。管路可采取串聯系統或并聯系統。在串聯系統中, 幾個井只有一個流通通路;并聯方式是一個井有一個流通通路, 數個井有數個流通通路, 在實際工程中采用更多的是串聯系統。根據分配管和總管的布置方式, 有同程式和異程式系統。在同程式系統中, 流體流過各埋管的流程相同;在異程式系統中,流體通過各埋管的路程不同, 實際工程一般采用同程式系統。垂直埋管是在地下鉆機成孔, 孔中下管, 灌漿回填。水平埋管是在地溝中埋管, 地溝深為1~ 2m, 可采用單層埋管和雙層埋管;目前使用最多的是U 形管、套管和單管。垂直埋管由鉆機成孔, 泥漿護壁, 由于孔道深, 施工難度相對更大, 但熱交換效率高, 應用廣泛。水平埋管施工方便,初期投資低,但由于受地表溫度的影響,熱交換效率低;以下主要介紹垂直埋管的施工工藝流程。

　　傳統的地源熱泵系統地下埋管采用較多的是U型豎埋管換熱器, 地下埋管是影響地源熱泵換熱效率的主要部分, 其施工的工藝流程如下：第一，鉆孔。垂直埋管式地源熱泵的地下埋管鉆孔深度根據埋管深度分為淺層、中層、深層3種, 并根據設計要求選擇不同的鉆孔深度。施工中使用汽車鉆機泥漿護壁、回轉鉆進方法成孔, 鉆孔完畢后孔壁必須保持完整, 施工要求鉆孔深度誤差不大于5cm, 垂直度小于1% 孔深, 根據地層的不同, 采用不同的鉆進工藝, 直至達到設計要求的孔深。第二，制作U 型管。地下換熱管路采用高密度聚乙烯塑料管，使用壽命長達50年以上, 可與建筑物壽命相當。管接頭采用承插連接或熔接連

　　接。第三，U 型管的下放目前尚未采用機械化施工, 一般采用人力下管。下管工作的順利與否與鉆機成孔質量有很大的關系, 所以鉆機成孔時要求采用泥漿護壁等保證孔壁順直的施工方法。另外,下放U 型管時要求保證管道不會扭曲、變形。第四，回灌填充材料。填充材料用以填充U 型管與鉆孔孔壁間的間隙, 要求其具有更好的傳熱性能。填充材料的選擇決定了傳熱率的大小, 選擇一種熱阻比較小的材料可以提高整個系統的效率。一般選用水泥砂漿作為回灌材料,水泥砂漿回灌時使用砂漿攪拌機進行砂漿攪拌, 砂漿注漿泵回灌, 回灌時使用尼龍導管從井底向上進行, 直至水泥砂漿密實填滿管井為止。

　　地源熱泵系統設備主要包括壓縮機、水泵、制冷劑熱交換器、節流裝置和電氣控制設備等部件。地源熱泵系統的類型多樣性使其組成部分不盡相同, 但是基本的構件如壓縮機、水泵、熱交換器等是共同具有的。

　　4、地源熱泵的經濟性分析

　　采用地溫冷暖機組空調系統的初投資和運行費用比其它型式系統都少得多, 初投資僅為其它機組的1/2~ 2/3, 運行費用僅為其它型式的50% 左右, 無論是對業主還是對用戶都會帶來很大的益處。另外，采用地源熱泵還有其它優勢：第一，由于地源熱泵系統的絕大部分,特別是室內部分已成為定型, 選型也就非常簡單, 再加上低壓的管道系統, 雙管的輸送系統,使整個系統與其它系統相比在設計上更容易和便宜, 同時也降低了裝配操作的成本。第二，分散的地源熱泵系統具有特有的機動特性,允許在要入住之際才安裝末端熱泵設備;組裝靈活,既可單機用于小型建筑, 又可多機組合用于大型建筑群體;系統可實現全部電動化,從而減少了對其他公共設施的需求;系統設備占地空間較小,可放置在地下室等空間,這意味著能夠節省出更多的空間供利用或出租;系統的室外設備非常少,節省了高昂的維護和保安費用;沒有屋頂冷卻設備, 也就不存在屋頂承重、裝飾或擋光的問題;外部噪聲大大降低, 并且建筑整體美感也不受影響。第三，由于地源熱泵系統為分散形式, 整個建筑內的所有設備不需要同時停工檢修,降低了檢修費用,而且多數的維修工作都比較簡單。

　　4、結尾

　　地源熱泵空調系統由于其具有經濟性、可再生、分布范圍廣等其它資源無法比擬的優點，特別是隨著科學技術的不斷進步，一些新材料新設備逐漸出現，必將能解決目前地源熱泵空調系統中仍存在一些問題，促進其大范圍的被應用。

　　【參考文獻】

　　[1]《地源熱泵工程技術指南》徐偉等，中國建筑工業出版社

　　[2] 《現代空調》殷平等，中國建筑工業出版社

　　[3] 《垂直埋管地源熱泵系統實驗研究》于立強等，中國建筑工業出版社