摘要：在暖通空調設計與應用過程中，雖然為人們營造了極其舒適的環境，但是其能耗問題卻成為了需要重點關注的問題，結合相關的統計數據分析得出，在一些發達國家的建筑應用中，中央空調系統的能耗已經占據到總能耗的一半以上，這樣為電力和能源造成極大的壓力，并且隨著廢氣排放量的增加，導致溫室效應和酸雨的問題逐漸嚴重，因此不斷開發節能、環保型的暖通空調已經成為各個國家需要重點關注的問題。下面本文對地源熱泵供暖空調技術及其優化方式進行探究和分析，以供相關人員參考。

　　關鍵詞：地源熱泵;供暖空調;優化方式

　　0前言：經濟的快速發展所帶來的最大問題就是環境污染和生態環境惡化的問題，并且對于能源消耗的情況來看，越來越多的國家已經在致力于可再生清潔能源的開發與研究。現階段消耗建筑總能耗比例最多的就是采暖和空調系統。多數電網負荷高峰期用于空調方面的電力占據了大約三分之一，導致極限拉閘的問題逐漸嚴重。并且經過相關數據表示，建筑運行的能耗占據總能耗的30%，因此對于空調的節能設計已經迫在眉睫，而地源供暖已經成為目前建筑工程中供暖空調技術發展的主要方向，與傳統能源相比較而言，該種形式的供暖更加清潔和節能，并且地理位置與氣候對其的影響可以忽略不計，已經成為目前我國在供暖空調設計中應用最為廣泛的技術。

　　1地源熱泵系統簡介與特點分析

　　目前所說的地源熱泵主要是將巖體、地下水以及地表水的能量提取，結合溫差來實施冷熱交換，以此形成供熱或者制冷的技術。這一技術誕生于1912年的瑞士，在五十年代歐洲發展成熟，在七十年代第一次能源危機之后，受到世界各國的推崇[1]。我國在1997年與美國簽訂了熱泵系統引進協議，并且積極鼓勵我國內部發展該技術。對于我國的土地資源而言，其淺層的地能資源潛力巨大，每年土壤可采集的低溫能量在百米之內就可達到1.5*1012KW，而百米內部的地下水每年可采集低溫能量為2.2*108KW，土壤采集和水分采集的能量占據我國發電機裝機容量的4億KW的3750倍的一半。

　　2地源熱泵技術的優勢分析

　　2.1管理便捷、占地空間小

　　目前地源熱泵供暖空調技術已經不再利用冷卻塔、鍋爐房和一些其他的室外設施，并且不利用煤場和渣場，這樣可以節省很多的占地空間，而隨著經濟效益的不斷增加，由于地源熱泵的高質量能夠有效的改善工程的外部形象，并且可以減少一定的維修費用，對于地源熱泵的應用而言，不需要專門的人員去看守，能夠節省大量的人工資本，其獨立計費和分戶計量的方式能夠便于管理人員更加便捷的管控該系統。

　　能源論文投稿刊物：《區域供熱》以宣傳國家關于供熱設施的建設方針、政策為宗旨，介紹國內外熱能生產、輸配先進技術及新材料、新設備、新工藝的研究與應用情況，刊載城市供熱規劃、設計、建設、管理的專題文章，以宣傳節約能源、減少環境污染、改善人民的生活環境為已任。

　　2.2節能、環保

　　地源熱泵技術的應用可以將傳統供暖的鍋爐代替，不會產生一些燃燒物和大量的二氧化碳，減少污染的排放，保護環境。在夏季來臨期間，其可以將熱量轉移到地下進行制冷作業，沒有將溫室氣體排放到空氣中，這樣有利于減少溫室效應和熱島效應，保證全球的環境實現可持續發展的目標[2]。

　　2.3運用較為安全和靈活

　　對于地源熱泵技術中所使用的熱泵機組而言，其可以被安裝到任何地方，有利于空間的節省之外可以在這些節省空間的區域建立新的工程，或者實施工程的改建和擴建，同時這些改建或者擴建的項目所使用的地源熱泵系統不需要煤氣和儲油罐的支持，保證其衛生性和安全性。

　　3地源熱泵的系統類型和供暖空調技術的優化措施

　　3.1地源熱泵的系統類型

　　地下水源型。將地下水進行抽取，并且經過換熱處理將抽取的水源再次回灌到原來的水層之中，這種系統的熱效率較高，但是需要注意的是，利用該系統的前提是需要擁有足夠量的地下水，并且在用水與回灌水期間不受到任何污染，如果有污染物質存在，則很容易造成嚴重的生態災害。

　　土壤源型。該類型的熱泵系統主要是以巖土體為冷熱源，將換熱器埋藏在地下密閉的U型管，這樣可以與大地進行冷熱交換。這種系統適應性較廣，并且保證系統運用的安全，但是工程前期投入的較大[3]。

　　污水源型。該形式主要是將地表的污水和中水等水體作為熱源的獲取源頭，以此來實施冷熱交換。由于城市污水與其他類型的污水相比較而言，其具有冬季高、夏季低的特點，并且又處于地表位置，因此該形式的熱泵系統其熱效率和設備的安裝都要優于前兩中形式。污水源型熱泵系統的應用只要有污水即可，并且可以將其應用在一些排水量較大的浴池中，以電加熱作為輔助，以此來減少鍋爐產生的污染問題。

　　3.2地源熱泵供暖空調的優化設計

　　案例背景為我國某高層住宅小區，其地上為18層，地下為1層，單棟減阻面積為18879m2，一共有五棟樓體，總建筑面積為94396m2。經過測量，該區域的室外冬季空調節室外干球溫度為-7℃，相對濕度為60%，冬季采暖室外計算溫度為-5℃;夏季室外計算的干球溫度為35.6℃，夏季時代濕球溫度為27.4℃，該小區的冬季采暖熱負荷指標為28W/m2，冬季空調的設計熱負荷指標為31W/m2，夏季冷負荷指標為60W/m2，結合對網熱損失和熱泵機組的效率考慮等，機房設備需要附加20%。

　　經過對上述案例的分析，可以采取四種方案實施對比。

　　方案一采取低溫水底板輻射來進行供冷和供熱處理。其初期投資的內容包含加熱管材、構造層和施工費用。其中地板的構造成層為自下而上的形式，保溫層采取20mm厚度的聚苯板，砂漿層為40mm，找平層為20mm，其上部為地面層，造價大約在30元/m2，施工費用取12元/m2。在工程實際應用的加熱管材有PE-X管、PB管、PP-R管、PE-RT管以及XPAP管等，而地板的造價需要結合管材的不同來計算其中不同的差異[4]。

　　方案二在其末端裝置需要結合風機盤管來實施供冷和供熱處理，在主要的造價需要結合國產和進口兩種設備差別來計算，一般國產造價大約在390萬元，進口設備造價大約在565萬元。

　　方案三其末端的設置一般采取風機盤管和地板采暖結合的方式，其中地板的采暖造價與方案一相同，風機盤管的造價與方案二相同。

　　方案四的冬季供暖的末端需采取地板的采暖系統，其初步投資與方案一相同，而夏季供冷采用的普通電空調造價大約在576萬元。

　　經過這四種方案的計算和對比數據分析之后，可以得出以下結論。

　　當建筑物內部采取地板供冷和供熱方案，結合加熱管材的價格分析，一般在170-210元/m2之間不等，采取風機盤管系統的供暖空調投資在171-189元/m2之間不等，而采取二者結合的方案要比單純利用二者的初步投資高出35%，但是比地板采暖與分體式空調相結合的方案初投資要低10%左右。

　　建筑物內部采取地板供冷供熱年運行費最低，其與風機盤管結合其次，最高為地板與分體式空調結合方式。

　　低溫熱水地板供暖的初投資較低，節能和供熱舒適感較高，但是供冷時其熱舒適感較差。風機盤管可同時兼顧供暖空調，、但與地板供冷暖相比冬季舒適度差，年運行費高。

　　結語：

　　本文結合地源熱泵技術的相關特點和類型進行分析，并提出四種優化方案，因此在實際應用中，應結合其具體的工程情況來選擇適合的供暖空調方案，以此來保證地源熱泵供暖空調的使用效果和效益。

　　參考文獻：

　　[1]張利華.基于冷熱負荷平衡的地源熱泵機房改造措施研究[J].區域供熱,2019(01):49-53.

　　[2]張勇華,廖小琴.地源熱泵技術對提高公共建筑綠色星級的作用及案例分析[J].節能,2017,36(11):53-56.

　　[3]羅鵬舉.典型地源熱泵空調系統的能效測試及問題分析[D].湖南大學,2017.

　　[4]高鵬.地源熱泵在供熱空調系統中的應用及經濟性能分析[J].城市建設理論研究(電子版),2016(36):95-96.

　　作者：周雯