浅析地源热泵中央空调节能控制系统

浅析地源热泵中央空调节能控制系统

刘建新

河南中烟黄金叶生产制造中心，河南 郑州 450000

摘要：目前，随着中国经济的快速发展，人们对居住环境和工长办公环境的要求也在逐渐提高。为了满足人们的需求，在住宅设计中应该使用地源热泵，它可以给房间供暖，减少环境污染的发生，积极响应我国节能减排的号召。本文将对地源热泵在暖通空调设计标准中的应用进行分析和探讨，为我国暖通空调的发展奠定基础。

关键词：地源热泵；中央空调；节能控制系统；

前言：

目前，社会的快速发展加剧了环境污染。为了解决能源和环境污染问题，开发利用新能源已成为一项紧迫的任务。地源资源是一种可再生资源，受到广泛关注。地源热泵中央空调是一种能充分利用地源资源、热量低的双用途空调。但在实际使用中，自动化程度低，能耗低，资源浪费严重，效率低下。为了充分利用地源资源，必须建立高效节能的制动控制系统，这对降低地源热泵能耗，提高其工作效率具有重要作用。

1关于地源热泵中央空调的概念解释

所谓的地源就是浅层地热能，大量清洁的可再生能源储存在浅层水体和地壳的岩土中。由此可见，地源是一种十分具有利用价值的能源。所谓热泵是一种能量提升装置，它能实现能量从低温热源向高温热源的转换。中央空调系统由冷热源系统和空调系统组成。中央空调的主要功能是调节室内空气，使室内温度满足人的需要。地源热泵的能量来自大地。它把不能直接用于土壤里、地下水或地表水的大量热能转化为可以直接利用的高水平热能。

2地源热泵中央空调发展现状

上世纪40年代初，美国首先提出了地源热泵技术的概念，并建造了世界上第一座使用热泵制冷的建筑物。随着时间的推移，欧洲各国加大了对该技术的研究，发明了更多先进的换热方法，地源热泵技术的应用越来越广泛。本世纪初，随着能源危机的到来，石油、煤炭等能源的价格不断飙升，节能技术引起了人们的关注。世界各国都开始研究地源热泵技术，希望通过该技术解决国内能源问题，提高国际竞争力。地源热泵技术主要分为三类，即地源热泵、地下水源热泵和地表水源热泵。虽然以水为主的换热系统效率较高，但由于限制较多，实际应用较少，地源热泵仍是研究的重点。地源热泵技术是我国空调行业一个新的研究课题。虽然起步较晚，但通过努力已经取得了一些成绩。地源热泵技术需要根据中国的地质、水文条件和气候特征进行升级，开发适合中国国情的新产品，促进空调行业的快速发展。

3地源热泵中央空调系统组成

地源热泵中央空调系统是一种吸收地下土壤资源热量的高效、节能、环保、可再生的冷热系统。系统集成了热泵技术、暖通空调技术和地勘辅助技术，在土壤温度相对稳定的条件下高效、稳定、经济地运行。地源热泵中央空调系统由室内空气处理末端系统、地源热泵中央空调机组系统和室外地下管线系统三部分组成。地源热泵空调系统在为用户提供制冷功能时，通过地源热泵中央空调主机将用户或者工长房间的余热传递到地下热源，满足用户的制冷需求。地源热泵系统在为用户提供供暖功能时，从地热源中抽取低层能量，通过中央空调系统的机组(热泵)输送到高层热源，以满足用户的供暖需求。

地源热泵中央空调系统主要由蒸发器、冷凝器、膨胀阀、四通阀、压缩机组、制冷管件及相应的动力控制系统组成。地下管线系统由地下管线、循环水泵、滤水器、阀门等组成。地源热泵中央空调系统与传统的中央空调系统相似。区别在于:传统的中央空调系统由单冷却水冷却器、冷却装置、循环水泵和供暖系统组成;地源热泵中央空调系统由压缩机组和循环水系统组成，水的冷却通过地埋管与地面温度的交换实现。地源热泵回路主要包括:冷却循环水回路、制冷剂回路和冷水回路。冷却水回路根据地面温度实现散热冷却的目的。

4地源热泵中央空调系统的工作特点

4.1节能低碳

与传统空调相比，地源热泵中央空调具有清洁度高的特点。在使用过程中，主要利用地球表面浅层的热能通过太阳能提供热量，是一种无污染的纯能源，是绿色能源的代表。太阳可以通过辐射提供热量，地源的能量是由太阳通过不断变换而形成的。它是一种可再生资源，随季节变化，受季节影响较大。夏天的温度较高，太阳的温度低于地球表面的温度，冬天的温度较低。太阳的温度比地球表面的温度高。太阳能在地源热泵中央空调中的使用，只需要使用少量的能源，就可以实现能量之间的相互转换，对促进有效节能、减少二氧化碳排放、促进能源利用具有重要作用。节约和减少排放，建设低碳环境。

4.2环保经济

地源热泵空调系统在实际使用过程中，就是要充分利用太阳能资源，在减少二氧化碳、防止有害气体的产生方面起到重要作用，还可以促进节能减排，防止环境污染。污染。在传统中央空调的实际应用中，太阳能没有得到充分利用，主要使用煤炭、石油等不可再生能源，这样会造成大量的能源浪费，不利于环境保护，造成更严重的后果。环境污染。而在实际地源热泵中央空调中，主要利用太阳能、热效应和稳定的浅层能等优势来促进能量集中，在防止能源浪费、保护环境、减少运行等方面发挥着重要作用。具有较强的环保性和经济性。

4.3维护方便

地源热泵中央空调使用更方便。不需要特殊的加热和冷却系统。只需要太阳能资源即可工作，减少了机械零件的使用，维护更加方便。中央空调的大部分部件主要安装在室内，埋在较深的地下。受环境影响大，使用寿命长，使用效果好。与传统的中央空调相比，具有安装方便、自动化程度高、稳定可靠等特点。

5地源热泵中央空调的节能控制系统分析

5.1地源热泵空调变流量水系统

由于地源热泵中央空调使用时间短，技术不成熟，有必要了解传统空调方式的优缺点，为其自身的发展提供有效的帮助。变流量系统广泛应用于地源热泵中央空调系统的节能控制。可根据系统实际负荷自动调节不同房间的冷水流量，不浪费资源。最大限度地降低能源消耗，达到节能的目的。与恒流系统相比，不仅负荷结束时冷水流量发生变化，而且输冷水管道总水量也发生变化。在调节温度时，保持给水温度与回水温度的差值不变，通过改变水流来调节负荷。如果降低负荷，则减少水系统的水流量，减少系统的输出能量，从而达到节能降耗的目的。

5.2地源热泵空调变流量控制技术

地源热泵中央空调变流量控制技术可以从两方面有效的控制负荷。一是开环控制系统。这种方法很常见。员工利用计算机技术收集相关数据和信息，经过分析和处理后对系统进行控制，操作简单，安全可靠。但智能化、自动化程度较低，取决于员工的专业能力和工作经验，容易受到主观因素的影响。二是闭环控制系统。需要建立数学模型，以数据处理结果为控制量，利用各种现代信息技术。目前，它已逐渐取代前者，并广泛应用于地源热泵中央空调节能控制系统中。

6地源热泵中央空调的节能分析

地源热泵空调设备主要包括换热器和流体机械。流体机械是促进工作流体循环的动力源。因此，为了降低整个地源热泵中央空调系统的能耗，有必要降低系统内流体输送设备的能耗。空调系统中制冷设备的能耗主要取决于设备的装机容量和运行控制技术。在确定了空调系统的冷负荷和装机容量后，空调系统节能的关键在于运行控制技术和设备的选择。选用先进的运行控制技术和设备对降低空调能耗具有重要作用。

结束语：

地源热泵空调作为一种新型的中央空调形式，不仅可以节省建筑物的空间，有效增加实用面积，而且操作及维护相对便捷，使用期限相对延长，污染物排放量较少，在节能、环保上具有相当大的优势。地源热泵的经济效益和社会效益十分可观，未来将会被广泛应用。

参考文献：

[1]孙朝阳，宋晋豫，地源热泵系统在山西某住宅项目中的应用研究[J]，山西建筑，2010年22期。

[2]李伟.地下水源热泵中央空调节能控制系统的研究及应用[J].建筑工程技术与设计，2015，(33)：1471.