智能建筑地源热泵系统的运用范文

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能源危机和环境危机是人类当前主要面临的问题，是关系到人类社会可持续发展的重要问题，建筑在形成、使用的过程中会消耗大量能源，并对环境造成一定影响，地热能源的出现为建筑的能源利用提供了新的思路，智能建筑是当今建筑的主要发展趋势，智能建筑地源热泵系统的实际应用探讨对于在智能建筑不断发展背景下，节约能源、改善环境有着重要的意义。

1地源热泵系统的特点

地源热泵系统是一种通过电力做功将土壤中或土壤水中的低品位热能转化为人们能够利用的高品位热能的系统装置，其主要特点有:①节能:地源热泵系统能够有效的节约能源;②环保:地源热泵系统在工作的过程当中不产生废热、废水、废气，对环境起到了较好的保护作用;③适用性广:地源热泵系统的的适应范围比较广，对环境的要求较低，在－5－50℃的温度范围环境下均可工作［1］;④安全:地源热泵系统有着较大的安全性，其在工作的时候实现了水电分离，避免了漏电所带来的安全隐患。

2智能建筑地源热泵系统的集成

能源问题是当前人类所要面对的主要问题，地热能是一种可再生能源，在利用地源热泵系统对地热能进行转化时，能够有效的节约能源，并且十分环保。智能建筑是当今建筑的主要发展趋势，其智能化技术在能源的利用上有着重要的作用，在智能建筑中应用地源热泵系统有着安全、高校、节能、环保的优势，所以，智能建筑中地源热泵系统的应用有着重要的意义，而要想实现智能建筑地源热泵系统的应用，充分发挥智能建筑的智能化优势，就要将地源热泵系统进行集成。

2．1智能建筑地源热泵系统集成的意义智能建筑地源热泵系统集成对地源热泵系统的有效运行有着重要的意义:(1)实现信息资源共享:智能化地源热泵系统的集成能够提供一个开放的数据平台，实现对地源热泵系统运行时各种数据的采集、传输、储存和管理，实现了信息与资源的共享，提升了整个系统运行的稳定性;(2)实现联动:地源热泵系统的集成能够实现其与建筑其他智能系统的联动，促进了地源热泵系统与智能建筑的融合;(3)提升了运行的稳定性:这种集成能够实现系统对设备的实时监控，一旦地源热泵系统运行过程中设备出现异常，系统能够及时发现，缩短了故障发现的时间，对系统设备的维护管理有着重要的意义，有效的增加了系统运行的稳定性;(4)降低成本:地源热泵系统的集成能够实现系统设备的集中管理，延长了设备使用寿命，减少了维修费用和二次购买费用，有效降低了运行成本。

2．2智能建筑地源热泵系统的集成智能地源热泵系统集成主要有以下几个方面:(1)对系统中各种设备的运行参数以及运行状态实时观测，例如温度、湿度、水泵热泵机组运行状态、压力、流量等等;(2)对运行的参数进行汇集、累计、整理，如对地源热泵系统的运行时间进行整理，以便于合理安排设备运行时间，以保证设备正常运行状态，对土热交换器交换热量进行累计分析，观察土壤的热平衡;(3)对地源热泵系统中的设备进行集中控制，主要有设备启停控制、设备故障切换控制、设备变频控制等等，通过对设备的集中控制实现了设备的统一管理［2］;(4)联动方面:在地源热泵系统运行荷载过大时，联动辅助系统进行供冷、供热，保证系统运行的稳定。

3智能建筑中地源热泵系统的实际应用

3．1地源热泵空调系统

3．1.1地源热泵空调系统的构成与原理是一种利用地源热泵转化浅层地热能为智能建筑提供制冷、制热服务的空调系统，地源热泵空调系统主要由浅层地热能采集系统、水源热泵机组、冷热分配系统和空气处理系统组成。(1)浅层地热能采集系统:由换热器、循环泵、循环管道等部件组成，其主要工作机理是通过水或者防冻剂溶液的不断循环采集浅层地热能，并将其送至水源热泵机组进行热交换工序;(2)水源泵机组:由压缩机、节流阀、冷凝器、蒸发器等部件组成，其主要工作机理是将采集的地热能通过制冷制热的循环系统实现热交换的过程，并合理分配，通过冷热分配系统提供给智能建筑;(3)冷热分配系统:由冷热循环泵、分水器、集水器等基本部件组成，其主要工作机理是将水源泵机组分出的冷水和热水输送至智能建筑的空气处理系统;(4)空气处理系统:是由新风机组、空调系统等组成，其主要原理是将输送的冷水和热水进行处理，实现水气能量交换，为人们提供健康的生活环境。

3．1.2地源热泵空调系统的优点智能建筑中地源热泵空调系统的优点有以下几个方面:(1)能源的优越性:地源热泵空调系统所利用的能源是地热能，太阳辐射到地球的太阳能有47%储存在了地表浅层的土壤和水中，这些地热能源含量十分庞大，属于可再生能源;(2)高效、节能、环保:地源热泵空调系统主要以土壤、地下水、地表水作为热源和热汇，在夏季制冷时，这些热源、热汇的温度要比环境的温度低，这就大大降低了冷凝压力，降低了机组的工作功率，相反的，在冬季制热的过程中，热源、热汇的温度要高于外界环境温度，降低了热泵的制热压力，提高了机组的性能，综上两种情况，地源热泵空调系统能够有效的节约能源;(3)地源热泵空调系统在运行的过程中以电为主要动力，不会对环境造成污染，对环境保护有着重要的意义;(4)占地面积少:地源热泵空调系统不需要设置锅炉，这会大大减少占地面积，节约了土地资源;(5)应用广泛:地源热泵空调系统能够同时提供制冷需求和制热需求，应用广泛。

3．2地源热泵热水系统

3．2.1地源热泵热水系统的构造与原理地源热泵热水系统以浅层土壤热能、地下水热能、地表水热能为低温热源，利用地源热泵提取这些能源转化为生活热水，这就是地源热泵热水系统。地源热泵热水系统由浅层地能采集系统、水源热泵机组、热水供应装置三个子系统组成，其主要的共作原理是浅层地能采集系统提取土壤和地下水热能，然后通过热泵机组的蒸发器与热泵循环进行热交换，从而实现对智能建筑热水的供应。

3．2.2地源热泵热水系统的优点地源热泵热水系统的优点主要有以下几个方面:(1)高效节能:地源热泵热水系统的制热系数能够达到3－8，而其他的一些热水装置的制热系数一般都小于1，这就大大的提高了能源的利用率;(2)工作时限无限制:地源热泵热水系统工作时受到自然环境的影响比较小，无论在晴天、阴雨天、雪天都能源源不断的制取热水;(3)占地面积小:地源热泵热水系统的换热器埋设于地下，不占地上的面积，在智能建筑中不占建筑面积，热泵机组的体积也很小，总体来说地源热泵系统的占地面积是比较小的;(4)安全可靠:地源热泵热水系统热水的提取过程是在水电分离的环境下进行的，环境安全，过程可靠，这就大大延长了其使用寿命，一般来说，智能建筑的地源热泵热水系统的使用年限在15至20年［3］。

4智能建筑地源热泵系统的经济效益

我国幅员辽阔，地热资源十分丰富，积极开发智能建筑中地源热泵系统的应用对节约成本，提升社会经济效益有着重要的作用，地源热泵系统能够对能源有着较大的利用率，在制冷制热的过程中能够利用地热温度与环境温度的相反性，有效提高机组的效率，从而提高了经济效益。

5结论

综上所述，地源热泵系统是一种重要的可再生能源利用技术，其在智能建筑的应用中有着较好的发展前景，本文以智能建筑地源热泵空调系统和地源热泵热水系统为例，简单研究了智能建筑中地源热泵系统的应用，旨在为今后智能建筑地源热泵系统应用的发展做出贡献。

作者：邓光勇 单位：贵州建工集团有限公司