目前我国能源储备正处于较为紧张的情况之下，而暖通空调系统作为当前建筑当中不可或缺的重要部分，在其运行的过程中需要消耗大量的能源，在此情况之下，对暖通空调进行节能设计是十分有必要的。而地源热泵技术作为一种可再生能源，不仅有较好的稳定性，而且节能作用也十分突出，将其应用在暖通空调设计当中能够有效发挥其节能作用。

一、地源热泵技术与原理

地源热泵技术指的是将地热当成热泵设备的热汇或热源，从而对建筑开展采暖或制冷的技术。随着开发深度的不断增加，地源热泵技术也日益成熟，在具体应用活动中，只需要将少量电能通入空调中，就可达到把高温热源转变成低温热源的功能，从而实现供暖或制冷的效果。因为在各个季节建筑对制冷供暖的需求有很大差异，所以会选用差异化的技术对其做恰当处理。在寒冷的冬季，地热资源与环境相比属于一种高温热源，应提取其热量开展热水供应或室内供暖。而在炎热的夏季，地热资源与环境温度相比属于一种低温热源，借助一定的技术就可将室内的热量有效地传到到地下，达到降低室内温度的效果。从这里可以看出，地源热泵技术能较好地符合生活中的制冷与供热需求，并且在保护环境与降低能耗等方面有着不容忽视的优势作用。因此，将地源热泵技术应用到暖通空调节能设计中时，应严格依照其技术特点及应用原理进行恰当设计，以充分彰显出地源热泵技术的优势作用，使其能在节能环保方面发挥更大积极作用。

二、地源热泵技术特点与优势

地源热泵是基于当前城市在经济和功能环境中对节能供热需求提供的新型技术理念，在实际供热系统开展过程中，一方面能够基于自身地能资源的可持续性满足当前城市经济体系构建的需求，从而降低整体能源消耗的成本；另一方面更能够促进整体供热体系在建筑功能环境中具备延伸优势，从而真正将科学化和先进性的理念贯彻入现有城市功能构建环境内部，为后续相关产品发展提供了完善的销售平台。其中，针对于地源热泵技术的特点，可以从以下几个方面进行分析：

2.1高效节能优势

地源热泵技术的核心是基于地热能环境提出的技术形式，在实际功能落实过程中，不会受到地方环境的影响导致自身功能无法落实，同时更能够在当前环境变化中具备稳定且可持续化的延伸条件。如此便能够清晰认识到地热能在现有技术环境发展中的优势，同时地源热泵技术自身也具备了功能安全性使用的条件，相比较于传统的锅炉式供热条件，真正将高效节能理念贯彻入了当前城市发展环境内部。

2.2生态环境保护显著

由于地源热泵技术在开展公式过程中，不会产生影响生态平衡的污染物，故而在实际工作落实环境中，能够确保周边环境具备稳定性的延伸优势。其次，基于地源热泵机组内部制冷剂的使用，更能够比常规空调环境有所节俭，如此不但确保了整体制冷剂使用环境稳定，同时更为后续功能体系延伸搭建了先进的延伸渠道。

2.3地源热泵属于可再生能源

传统城市供热体系的构建，一般利用锅炉环境确定煤炭等资源燃烧具备管理条件，这样才能够确保整体建筑功能内部环境稳定。其中，煤炭等资源属于不可再生资源，在当前开采技术和生态环境影响的环境中，若持续进行消耗，则势必会为当前城市经济构建体系埋下隐患。故而，地热能源的有效利用便体现出了自身的价值优势，一方面地热能是基于地下环境潜藏的反应环境所产生的能源形势，在实际功能利用环境中，具备稳定供应的条件同时，更降低了传统供热工作的压力，且提高了整体供热环境的稳定性；另一方面更能够基于气候环境特性，为整体能源利用提供多样化选择的平台，从而真正将可持续化的理念贯彻入当前城市技术发展当中。

2.4运行可靠性

由于能源获取渠道位于地下，既确保了整体反应环境具备稳定性的前提，更在此基础上巩固了内部气候反应条件，巩固了热泵机组功能运转的恒温前提同时，更降低了对设备的损耗性，为后续多气候环境的能源利用条件搭建运转平台。其次，在电能消耗方面，更能够基于投资占地和能源供应条件，稳定现有城市协调环境。

三、常见的地源热泵技术应用方式

因为地源热泵技术本身的特点与优势，因此被广泛应用于多种场景，以下是几种比较常见的地源热泵技术应用方式：

3.1应用于家用系统

在家用暖通系统中应用地源热泵技术的优势会更加明显。尤其是在一些小户型住宅建筑、单体别墅中对地源热泵技术的应用更加广泛，在相关设备的辅助下就可以实现对该建筑的冷热供应。在小户型住宅建筑、单体别墅应用地源热泵技术，不仅能够使其技术优势得以提升，还能在最大程度上减少建筑中家用暖通系统对电能的依赖，也会减少传统供暖造成的资源浪费与环境污染。在家用暖通系统中应用地源热泵技术不需要应用传统的锅炉等设备，因此不会产生废渣、废水，这就可以有效的控制暖通系统运作产生的温室气体排放。

3.2应用于集中系统

在集中暖通系统中运用地源热泵技术还可以较好的弥补传统供暖技术存在的装填问题。在家用暖通系统中应用地源热泵技术，并根据相关安装标准合理应用热泵设备，这样就可以较好的发挥集中系统的优势与应用价值。在集中系统中应用热源地泵技术可以明确集中系统的多方位需求，并对水路、风道等系统进行优化设计，从而有效的规避因为供热不及时或者供热偏差等产生的失误。

3.3应用于分散系统

在建筑暖通工程中分散系统是比较常见的一种暖通系统，该系统通过水环路进行处理，可以使中央水泵设备、水环路管道等始终处于理想运行状态，从而促使暖通工程的运作水平得到有效的提升，尤其对建筑工程中的空气调节方面有较好的效果。将地源热泵技术应用于暖通工程分散系统，比较常见的使用场景为学校、办公楼以及大型商场等对热量计量有独立处理需求的场景中。

四、地源热泵技术在暖通空调节能中的具体应用

4.1系统勘察、确定地源热泵中央空调系统

在设计阶段，应关注地源热泵中央空调系统的合理选择，但是前提条件是先要有充足完整的建筑物功能、周边环境与水文地质等信息，因此在决定选择何种地源热泵系统前必须对工程施工现场进行系统详细的勘察了解，准确掌握现场各种信息。要仔细审阅各种和建筑物设计有关的文件资料，了解工程施工制度、内容和法律法规等，以保证后期施工得当。其次，要掌握建筑场地的面积、地形地貌、方位结构和周围建筑物构筑物等，尽可能避免因其他因素的干扰而影响空调系统施工。

4.2检测地下岩土热物性参数

作为地源热泵土壤换热器设计的重要依据，为保证设计的可靠性，必须准确检测地下岩土热物性参数，避免因负荷不足或规模太大而产生不必要的浪费。除了钻孔取样分析，还要借助已有资料确定导热系数范围。为使获取更可靠准确的设计依据，可利用井口测试设备按照正确工艺将独立单孔换热器连接到恒温和恒流循环热源系统中，并做好水流量和进出水温、运行时间等数据的记录。

4.3科学设计和计算

根据上文现场勘察、岩土热物性参数检测所获得的数据资料进行科学设计，具体设计内容应包含建筑物土地面积、范围、现有建筑结构、使用用途、地面设施的位置与深度、勘测孔的孔深孔径、管道的数量直径长度、回填料成分和勘测孔运行时间等。根据水文地质的情况确定换热器方式，选择合理的施工设备、施工工艺等。此外，进行冷热负荷计算，在初步设计时采用负荷指标估算冷热负荷的目的是以此为投资预算的依据。而施工图设计时要在相关数据完备以后，做好详细全面的冷热负荷计算，不仅要考虑建筑结构和环境影响因素，还必须考虑室内照明和设备发热量、人体散热量和散湿量以及新风系统需要的热量和湿量等。关于建筑物冷热负荷的计算和常规空调系统冷热负荷计算方式相同。

4.4合理选择热泵机组

热泵机组必须是热源热泵专用机组，选型时要注明使用的条件。地源热泵机组夏季制冷工况时，蒸发器冷凝水进水温度为7~12℃，冷凝器冷却水进出水温在25~30℃；冬季制冷工况时，蒸发器进出循环水的平均温度是3~8℃。因此在选择标准型水源热泵机组代替地源热泵机组时必须要有一个修正的系数。关于换热器换热量的确定，在相同地质条件下，热泵机组允许的最低和最高进液温度是热交换器地埋管长度确定的主要因素，降低机组最高温度允许值或升高机组最低温度允许值都应增加地埋管的长度。

4.5高层建筑暖通空调设计时综合考虑各条件

在高层建筑中进行暖通空调系统设计时，对于地源热泵技术的应用，还应该综合考虑建筑内部空调系统的控制类型。地源侧是垂直埋管时应考虑埋管耐压，并对垂直深度进行控制，同时控制建筑的高度，避免影响系统静压，导致其超出系统管线额定压力。对于高度较高的建筑，一般在地源侧采用板式换热器进行高低压分区，或不进行分区而在地层设置水地源热泵机组，系统末端设备向高层区域进行集中式供热或制冷。

4.6保证空调机组和地源热泵系统相适应

部分空调机组智能用在水环热泵空调系统中，现阶段市场上的热泵机组和空调机组类型很多，建筑施工单位在选择热泵机组设备和空调设备时必须要先详细了解建筑工程实际需要以及对设备节能的要求，然后综合考虑现场条件合理选择空调机组，必须要保证空调机组能和地源热泵系统相适应。

五、地源热泵技术的实际应用注意事项

在地源热泵技术的施工过程中，每一个施工人员在实际操作时必须充分结合其他小项目进展的实际情况，绝不能只是从自身施工出发。虽然可能不同项目之间联系貌似不大，但对于整个施工来说每一步都是紧密联系，息息相关的。既要避免施工会影响其它项目，也要防范其它项目对自身施工带来阻碍。

（1）从预组装角度出发在施工过程中留意管材的放置和管理，为避免出现管材挤压的情况，要求管材以箱装的形式放于地势平坦的位置，放置高度应保持在1.5m以内。也要注意对HDPE管必须遮盖工作，切忌暴晒。在预组装过程中试压应贯穿于预组装的整个过程，首先要保持HDPE管其热熔管头的清洁，在完成地面连接后及时对管道实施试压，试压合格后再开始水平干管的连接，连接完水平干管后再次实施试压，试压合格再开始回填土，且在完成总管连接后，也需要进行全面的试压。

（2）从下管角度出发钻孔一完成就应该下管，及时性一定要得到保证。这是由于下管太晚钻孔挤压程度会增大，这自然会严重影响管道下放工作。要想取得较好的效果，我们可以采用预制硅导头的方法。还有在完成PE管道下井工作后要及时密封管道两端，如果密封不严会导致一些不良后果。

（3）从钻孔角度出发在钻孔施工前有必要对建筑物内中的电缆设备分布情况进行全面、充分的了解，钻孔如果不小心接触到电缆设备，电缆设备和钻孔都会造成一定损坏。其次要确定需要的钻孔数和具体地点，从实际施工面积出发在钻孔前对此进行讨论，提前做好部署。最后钻孔过程里应确保钻机钻杆处于垂直角度，以避免钻孔位置出现偏差而对其他工程造成影响。要注意的一个地方是不要忘记在每两个钻孔间要挖设泥浆池，钻孔过程中泥浆的正常流向能有效避免破坏施工现场。为了能有效防止塌孔，在钻孔的同时及时灌入泥浆是必不可少的一项措施，这样做还能加强孔壁的凝固。在结束钻孔后对钻孔工程的验收工作也是很重要的，严格及时的执行去确保钻孔施工的质量确实符合当前情况的需要。

结 语：

总而言之，地源热泵技术利用土壤或地下水的蓄热性能形成热泵系统，在夏天需要制冷的情况下，将埋地换热器作为冷凝器向地下蓄热；在冬天需要制热的情况下，将埋地换热器转作蒸发器从地下获取热量。充分利用土壤和地下水的低位地热资源，又将夏天的热量转存至地下，以便在冬季进行利用，在实现节能环保目标的同时，获取了可观的经济效益，因此，必须重视地源热泵技术在暖通空调系统中的应用。

参考文献：

[1]周姣.地源热泵技术在暖通空调节能中的应用研究[J].建材与装饰,2021,17(13):103-104.

[2]黄萍.地源热泵技术在暖通空调节能中的应用分析[J].科学与财富,2021,13(5):312.