建筑节能与地源热泵技术

建筑节能与地源热泵技术

陈国春

陈国春

中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司510663

摘要：近年来，随着我国城市化进程的不断加快，推动了建筑业的发展，各类建筑工程与日俱增，虽然建筑的增多在一定程度上促进了城市发展，也缓解了居住压力，但是建筑的能耗问题却越来越严重，这不得不引起社会足够的重视。现阶段，我国的建筑能耗已经跃居社会能耗的榜首，相关调查统计数据结果显示，在建筑全寿命周期内消耗掉的总资源约占世界资源消耗总量的50%左右，由此可见，建筑节能已经势在必行。借此，本文就建筑节能与热泵技术进行浅谈。

关键词：建筑节能；地源热泵；技术

一、热泵技术概述所谓的热泵具体是指一种使能量由低温介质流向高温介质的装置，它是热能开发与利用的主要工具之一。而热泵技术则是指以热泵基本工作原理为依托，对空气、土壤、水等介质中的热能进行提取，向建筑进行供热或是制冷的技术。在不断的应用中发现，热泵技术能够代替传统空调和锅炉的冷热源，按照热的来源途径，可将热泵分为以下几种系统：空气源热泵系统、水源热泵系统、地源热泵系统以及太阳能热泵系统等。其中空气源和水源热泵在应用的过程中会受到自然条件的限制，若是外界的温度较低，则会导致热泵的效率降低，以北方城市为例，其冬季气温过低时，会造成空气源和水源热泵无法正常运行。太阳能虽然是一种清洁可再生能源，但太阳能热泵却需要利用集热器对空气进行加热，其在实际应用中也存在一定的局限性。目前，国内最常用的是地源热泵，它是利用地下浅层的地能，如地下水、地表水和土壤等，通过少量电能的输入，促使低温位能向高温位能转移，进而实现供热与制冷的节能空调系统。

二、地源热泵技术的基本原理和特点分析1.地源热泵的原理地能最为显著的特点之一是温度比较稳定，地源热泵正是利用地能的这一特点，在夏季时将地能作为建筑空调系统的冷源，即将室内的热能释放到低于环境温度的地源当中；在冬季时，将地能作为地泵供暖的热源，即将高于环境温度的地能中提取出热源供给室内采暖。相关研究结果显示，常规的地源热泵消耗1kW的热量，住户能够获得约4kW的热量或是冷量，其节能效果非常显著，并且地源热泵系统在实际运行中，基本不会产生出对人体和环境有害的物质，符合环保要求。

2.地源热泵技术的特点大体上可将地源热泵技术的特点归纳为以下几个方面：（1）地源热泵技术主要是以地表浅层的地能作为热源或是冷源进行能量转换，可将地能视作为一个太阳能集热器，其中蕴藏着无穷无尽的可再生能源，由此可见，地源热泵技术具有非常明显的资源可再生利用性。（2）地源热泵系统前期建设的投资成本较少，运维费用相对较低，与传统的空调系统相比，一次性投资费用能够节省18-26%左右，年运维费用可节省40%左右，经济效益非常明显。

（3）地源热泵系统的占地面积较小，能够节省大量的空间，同时，也可将机房设置在地下室内。

（4）由于地源热泵系统主要是对地表浅层的地能进行利用，在整个过程中，既不需要燃烧，也不会产生出废弃物，对周边环境不会造成任何污染，清洁环保。（5）地源热泵系统的自动化程度较高，机组内部、机组、系统均可以实现自动化控制，并且能够按照室外温度变化和室温要求对机组的启停进行控制，不但达到了最佳的节能效果，而且还减轻了人员的劳动强度。

（6）能源利用效率高，由于地源热泵系统可以实现一机多用，即可制冷又能供暖，在制冷的过程中所产生的余热还能够为生产、生活提供热水。三、地源热泵技术与建筑节能所谓的建筑节能具体是指从建筑规划设计、施工建设到使用的过程中，应用新型的节能材料、技术工艺，提高建筑的保温隔热性能，使建筑中的用能系统达到最优化设计，同时对可再生能源进行充分利用，最大程度地降低建筑能耗，达到节约能源和资源的目的。建筑节能本身属于一个系统工程，为了达到节能的目标，需要应用新型的节能技术，地源热泵技术除了具有明显的应用优势之外，该项技术也比较先进、成熟，能够达到建筑节能的要求，故此可在建筑中进行推广使用。

1.利用地源热泵技术保障建筑节能发展相关部门的调查统计结果显示，在国内建筑中，大约90%以上的建筑未达国家的节能标准要求，新建的建筑工程和商业建筑也有80%左右未达到节能标准要求。若是以单位建筑面积对能耗进行计算，发达国家的建筑能耗仅为我国的35-50%左右。建筑能耗居高不下，不仅造成了大量的能源浪费，而且还给自然生态环境带来了严重的污染。我国北方的大部分城市在冬季采暖时，都是以煤作为主要能源，这与日前经常出现的雾霾天气有着非常密切的关系。从目前清洁能源在建筑中的整体利用情况上看，太阳能、风能的应用范围较窄，而地源热泵技术则不同。国内绝大部分地区的建筑对冷热量均有需求，同时浅层地能十分丰富，这为地源热泵技术的应用提供了充足的条件。由此可见，地源热泵技术将成为我国建筑节能的重要保障，其在不久的将来势必会成为建筑节能的主流趋势。

2.地源热泵技术是建筑节能的重要技术措施地源热泵系统除了能够为建筑供热和制冷之外，还能提供生活热水，降低了用户使用热水时的能耗，同时系统还能实现一机多用，一套系统能够代替以往制冷和供热两套系统，大幅度节省了建筑空间、投资建设和运维费用，在节能降耗的同时，经济效益也非常显著。不仅如此，地源热泵系统还能有效提高能源的利用效率，与传统空调系统相比，其运行效率也要高出将近50%左右，并且地源的温度恒定，机组的运行也更加稳定、可靠。虽然地源热泵系统的前期建设成本要比空调系统高一些，但综合来看，其不仅节能，而且运行可靠，所以，在建筑工程中可将地源热泵技术作为主要的节能技术措施。

3.地源热泵技术能降低建筑对环境的污染绿色环保是建筑节能的重要指标之一，为了达到这一要求，在建筑中必须积极采用新技术和新工艺，将建筑建成“绿色工程”。地源热泵技术具备“零污染”的特点，不需要燃煤、燃气、燃油等锅炉系统，能够避免废水、废气、废渣对环境造成污染，取得显著的环境效益。地源热泵是一种可再生的能源技术，将其推广应用到建筑工程中，不仅有利于降低建筑能耗，而且还有利于优化我国能源结构。

四、结束语总而言之，在全球能源紧缺的背景下，节能降耗己经成为必然趋势。由于我国的建筑能耗相对较高，所以必须从建筑节能方面入手，积极采用先进的技术措施，来降低建筑能耗，实现节能的目标。地源热泵技术在建筑节能方面具有一定的优势，故此可将之合理应用到建筑工程当中，这不但能够使建筑的整体能耗大幅度下降，而且还能提高经济效益，对于促进我国建筑业的持续、稳定发展具有非常重要的现实意义。在未来一段时期，应当重点加大对热泵技术的研究力度，除对现有的技术进行不断改进和完善之外，还应开发一些新的技术，使其能够更好地为建筑节能服务。

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