【摘要】随着能源资源的日益短缺，应用新能源成为一种趋势，地源热泵作为一种新型能源利用技术，可以运用丰富的地能和热量循环实现冬季取暖和夏季制冷，对缓解环境危机也具有重要作用，本文正是对源热泵的节能机理和应用进行的探究。
【关键词】地源热泵；节能机理；应用探究
在我国中小城市，相当一部分冬季供暖采用燃烧煤炭的方式，燃煤排放烟尘中的超细颗粒是大气污染物PM2.5的主要来源，而二氧化硫、氮氧化物等气体也是大气污染物的主要来源。地源热泵技术作为一种新型的绿色科技，因其绿色环保的特点日益受到人们重视，从节能减排、保护环境和可持续发展的角度来看，地源热泵的应用非常有必要性，也具有广阔的应用空间。
一、地源热泵的工作原理和结构
1、地源热泵的内涵和节能机理
地源热泵是一种新型的能源利用技术，其工作过程是通过在浅层土壤进行高效节能、无污染的热交换，达到既可供暖又可制冷的目的。在自然条件下，较深层的土壤温度基本上是常年保持恒温，温度变化比地面以上部分温度变化幅度小，在冬季时，地层温度高于室外温度，而夏季时，地层温度又高于室外温度。利用这种温度差别，地源热泵系统在夏季可以吸收室外热量进入低位热源，在地层中储存大量热能供冬季使用，以此来达到降温制冷的目的；在冬季时，可以把夏季地层中低位热源储存的大量热能转移到地上需要升温或是供暖的地方，实现升温、采暖的目的，这一过程还可以使地层中的温度降低，储存冷量，从而为夏季制冷提供充足的冷量。地源热泵系统合理的运用了地层的冷热能量蓄能器作用，通过热能循环提高了系统整体的资源利用效率。一般而言，地源热泵系统的供暖和制冷效果可达到普通电能供暖或制冷的4倍以上，其工作机理正是运用地层储能器作用，只需要消耗1kW的电能就可以获得4kW的热量或冷量，大大提高了节能效率，保护了环境。
2、地源热泵系统的工作结构
地源热泵系统由室外地源换热系统、室内空调末端系统和热泵机组三部分组成，其中，室外地源换热系统和室内空调末端系统是设备的源头和末端，主要是制热制冷设备和输出设备。热泵机组是地源热泵系统主要动力部分，由蒸发器设备、制冷压缩机、冷凝器和膨胀阀等设备构成，制冷压缩机是整个地源热泵系统的动力来源，需要通电进行驱动，通过不断地压缩和输送将低温低压环境压缩为高温高压，实现供暖目的，并且还可以进行有效的循环；蒸发器是对制冷冷量进行输出的设备，可以对节流阀流入的制冷剂等液体进行蒸发处理，还可以吸收或带走被冷却物体的热量，从而达到制冷目的；冷凝器主要是输出热量的设备，可以吸收自然热量和压缩机制造的热量，并由中间介质传出，实现制热目的；节流阀和膨胀阀可以对热量和冷量的循环进行调节，对能量循环起到节流降压的作用。
3、地源热泵系统的工作原理
地源热泵系统的工作原理，简单来讲，就是先由蒸发器制造出低温低压的制冷剂蒸汽并维持蒸汽的低压状态，从而保证蒸发器内制冷剂液体的低温状态，然后由压缩机将这些制冷剂蒸汽和液体吸入，并不断吸收载冷剂的热量，最终达到沸腾的状态；吸入制冷剂蒸汽后需要再进行压缩处理，不断提升其压力和温度，使蒸汽成为高压、高温状态的蒸汽，为制造液化制冷剂提供了条件；高温高压状态下的蒸汽进入冷凝器后，加入冷却介质，并且保持内部压力不变，从而释放出热量实现降温的目的，在这一过程中，蒸汽会凝结成为液体，液体被排放出来后经过节流阀，节流阀会对制冷剂产生阻碍作用，使压力下降、制冷剂液体气化，在吸收气化状态时的潜热后，其本身温度也随之降低，蒸汽就变成了低温状态下的湿蒸汽并流入蒸发器内；在蒸发器内，保持制冷剂液体的压力不变，因为之前其热量已经被气化成为低温低压蒸汽，这些蒸汽被压缩机带走，从而形成了循环，实现了供暖或制冷的目的。
二、地源热泵系统的应用探究
1、地源热泵系统的应用条件
地源热泵系统一般分为地埋管、地下水和地表水地源热泵系统三类，只要具有可靠的冷热源和丰富的地表水或地下水资源，并且有布置地埋管的充足空间，同时又有供暖或制冷需求，都可以采用地源热泵系统进行施工。
2、应用地源热泵系统的节能环保优势
一是能源利用可再生、可持续。研究表明，浅层地表可吸收50%左右的太阳能，地源热泵系统利用地层作为蓄积能量的载体并利用其中的热量或冷量，实现制冷或供暖的目的，一套系统可以替代原来的供暖锅炉和制冷空调两套系统。
二是绿色环保，降低了环境污染。地源热泵系统不会向环境中排放废水、废气，其污染物排放量比电供暖、制冷减少70%以上。在制冷过程中还省去了冷却塔这一装置，避免了噪音和霉菌污染，实现了环境友好型供暖或制冷。
三是运行安全稳定、可靠性强。土壤温度比较恒定，以土壤作为地源热泵系统的热源和冷源，提高了运行效率，地源热泵系统比锅炉供暖和空调制冷的运行效率高40%以上，降低了能耗，有利于保护环境。地源热泵系统的机组和设备设计简单，比锅炉系统部件少，并且自动化、智能化控制水平较高，在运行中不需要燃烧，不存在火灾、爆炸等隐患，再加上设备基本位于室内或地下，没有暴露在自然环境中，所以运行安全稳定、维护成本低。再就是使用寿命长，机组可使用20年以上，地埋管件可达40年到50年。因为地源热泵系统的运行稳定性，降低了停机、开机以及空气过热、过冷的峰值，节约了能耗。同时，地源热泵系统的设备基本位于室内或埋在地下，不会破坏和影响建筑物的外在美观。
三、结论
综上所述，随着人们节能环保意识的增强，地源热泵技术作为一项新型能源利用技术，可以在保护环境的同时实现供暖和制冷的目的，有助于节约能耗、保护环境，具有非常广阔的应用空间。
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