目前，隨著常規(guī)能源的日益匱乏，國內(nèi)外開始了尋求新型的可再生能源。地?zé)崮芤郧鍧?、可再生、無污染等特點(diǎn)逐漸受到人們的青睞。本文在分析深層地?zé)崴?a href='http:///sell-list/12.html' target='_blank' >熱泵空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，指出深層地?zé)崴疅岜每照{(diào)系統(tǒng)的可行性，對于今后深層地?zé)崴疅岜每照{(diào)系統(tǒng)發(fā)展具有一定作用。

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著國內(nèi)低溫地?zé)豳Y源開發(fā)利用的迅速發(fā)展，地?zé)崂梅绞介_始由單級直接供熱系統(tǒng)向梯級間接供熱系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。高溫?zé)岜眉夹g(shù)和低溫地板輻射供暖等新型技術(shù)的出現(xiàn)使地?zé)崽菁壒岢蔀榭赡?。與此同時(shí)，以中、低溫地?zé)豳Y源為驅(qū)動(dòng)熱源的溴化鋰吸收式制冷技術(shù)也取得了相應(yīng)發(fā)展?？v觀近年地?zé)豳Y源的發(fā)展現(xiàn)狀不難看出，國內(nèi)低溫地?zé)豳Y源的理論研究和示范工程僅僅停留在單一地?zé)峁峄蚬├潆A段，缺少了對地?zé)嵬瑫r(shí)供熱供冷技術(shù)的理論研究和示范工程。然而，在許多大型公共建筑常有內(nèi)、外區(qū)之分，在供暖季節(jié)，建筑物內(nèi)外區(qū)房間供熱的同時(shí)，因戶間傳熱的影響，內(nèi)區(qū)房間可能需要供冷；此外，冬季牛奶廠的不同廠房也需要同時(shí)供熱供冷的熱泵空調(diào)系統(tǒng)。

1 關(guān)鍵技術(shù)分析

1.1 板式換熱器的選材和優(yōu)化參數(shù)

在深層地?zé)崴疅岜每照{(diào)系統(tǒng)中，地?zé)崴谐：新入x子、溶解氧等腐蝕性的化學(xué)成分，影響了設(shè)備和管道的正常使用壽命。為減少對供熱管道和設(shè)備的腐蝕，目前工程設(shè)計(jì)中采用地?zé)衢g接供熱系統(tǒng)，換熱設(shè)備選用抗腐蝕性強(qiáng)的鈦材制成的板式換熱器。板式換熱器的主要作用是將地?zé)崴c循環(huán)水隔開，地?zé)崴粚崃總鹘o潔凈的循環(huán)水而并不進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，從而使地?zé)崴牧魍ㄖ幌抻趶木诘桨迨綋Q熱器的小段距離內(nèi)，大大減小了防腐處理的難度。

在板式換熱器的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，考慮的主要目標(biāo)是使換熱量達(dá)到最大時(shí)的投資費(fèi)用最小，而投資費(fèi)用主要與換熱面積有關(guān)。板式換熱器的目標(biāo)函數(shù)可用其換熱量最大和年投資費(fèi)用最小來評價(jià)。優(yōu)化參數(shù)是影響目標(biāo)函數(shù)的變量，對深層地?zé)崴疅岜每照{(diào)系統(tǒng)來說，地?zé)崴乃髁亢统鏊疁囟仁呛愣ǖ?，而地?zé)崴牡谝患壔厮疁囟?、與地?zé)崴畵Q熱的循環(huán)水流量和進(jìn)、出121溫度和地?zé)崴幕毓鄿囟染强勺儏?shù)，因而可作為板式換熱器的優(yōu)化參數(shù)。

1.2 高溫?zé)岜眉夹g(shù)

熱泵技術(shù)是熱能利用中的節(jié)能技術(shù)，通過消耗一定的能量(電能或高溫?zé)崮?，從低溫?zé)嵩粗形找徊糠譄崃?，而得到更高的可供利用的熱量，其性能?yōu)劣一般用供熱系數(shù)COPh來衡量。在深層地?zé)崴疅岜每照{(diào)系統(tǒng)中，為實(shí)現(xiàn)地?zé)崴亩嗉壚?，對出水溫度?0-85℃的地?zé)崴?jīng)第一級利用后，地?zé)峄厮倥c第二級板式換熱器換熱，將熱量傳給高溫?zé)岜谜舭l(fā)側(cè)的中間循環(huán)水，經(jīng)熱泵升溫后，其負(fù)荷側(cè)供水溫度可達(dá)到80℃左右，一部分為建筑物供熱，另一部分作為溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的驅(qū)動(dòng)熱源，實(shí)現(xiàn)了對建筑物的供冷。因常溫?zé)岜玫恼舭l(fā)器進(jìn)水溫度不能超過2l℃，否則會因蒸發(fā)壓力過高導(dǎo)致壓縮機(jī)燒毀；常溫?zé)岜美淠鞯某鏊疁囟炔荒艹^55℃，否則也會因冷凝壓力過高導(dǎo)致壓縮機(jī)燒毀。同時(shí)大部分建筑供暖系統(tǒng)的木端形式為散熱器，供水溫度必須達(dá)到75℃以上。而地?zé)峄厮疁囟容^高，一般在40"C以上，常溫?zé)岜脽o法直接利用，故而采用高溫?zé)岜谩?br />
1.3 風(fēng)機(jī)盤管技術(shù)

在常規(guī)的空調(diào)供熱系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)盤管的設(shè)計(jì)未考慮溫度、流量變化對運(yùn)行工況的影響，如風(fēng)機(jī)盤管標(biāo)準(zhǔn)工況進(jìn)口溫度為60℃，熱水的質(zhì)量流量較大，換熱后設(shè)計(jì)的進(jìn)出水溫差僅10℃左右。然而，在深層地?zé)崴疅岜每照{(diào)系統(tǒng)中，由于地?zé)崴疁囟群土髁康淖兓瘜?dǎo)致風(fēng)機(jī)盤管的運(yùn)行工況不穩(wěn)定，因此風(fēng)機(jī)盤管運(yùn)用于深層地?zé)崴疅岜每照{(diào)系統(tǒng)中會出現(xiàn)一定的困難。

風(fēng)機(jī)盤管設(shè)備材料的選擇主要從節(jié)省投資費(fèi)用方面來考慮，風(fēng)機(jī)盤管主要由翅片換熱器和風(fēng)機(jī)兩部分組成，翅片換熱器的成本由材料費(fèi)和制造費(fèi)組成，材料常用鋼管鋁翅片和鋼管鋼翅片，而采用鋼管鋁翅片時(shí)供熱成本最低，故深層地?zé)崴疅岜每照{(diào)系統(tǒng)用風(fēng)機(jī)盤管的翅片換熱器的材料采用鋁片鋼翅片，管束材料選用銅管。

風(fēng)機(jī)盤管設(shè)備的優(yōu)化中，以供熱量最大和投資費(fèi)用最小為目標(biāo)函數(shù)，即單位供熱量的風(fēng)機(jī)盤管投資費(fèi)用最小。

2 深層地?zé)崴疅岜每照{(diào)系統(tǒng)的可行性研究

深層地?zé)崴疅岜每照{(diào)系統(tǒng)的基本原理是利用60"-'85℃的低溫地?zé)豳Y源實(shí)現(xiàn)對某些建筑的同時(shí)供熱供冷，地?zé)崴冉?jīng)第一級板式換熱器換熱后，獲得熱量的循環(huán)水作為風(fēng)機(jī)盤管末端系統(tǒng)供熱的熱源；地?zé)峄厮倥c第二級板式換熱器換熱后，將熱量傳給高溫?zé)岜谜舭l(fā)側(cè)的中間循環(huán)水，經(jīng)熱泵升溫后，其負(fù)荷側(cè)供水溫度可達(dá)到80℃左右，一部分實(shí)現(xiàn)建筑物供熱，另一部分作為溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的驅(qū)動(dòng)熱源，制取7℃左右的冷媒水實(shí)現(xiàn)建筑物的供冷需求。

2.1 基本原理的可行性方案

我國的地?zé)豳Y源以中低溫為主，90℃以下的地?zé)豳Y源占總數(shù)的96％左右，其中大部分在60～85℃之間；而全國最大的地?zé)崽锷綎|商河地區(qū)的地?zé)崴某鏊疁囟仍?6-68℃。根據(jù)我國地?zé)豳Y源的以上特點(diǎn)，對不同的出水溫度，擬采用兩種不同的深層地?zé)崴疅岜每照{(diào)系統(tǒng)方案。下面主要介紹兩種方案的基本原理并討論其可行性。

對出水溫度在90℃左右的地?zé)豳Y源，先作為熱水型兩級溴化鋰吸收式制冷機(jī)組發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)熱源，實(shí)現(xiàn)了對建筑的供冷需求；換熱后的地?zé)崴疁囟仁?0℃左右，經(jīng)第一級板式換熱器換熱后，將熱量傳給中間循環(huán)水，獲得熱量的中間循環(huán)水可作為地板采暖或風(fēng)機(jī)盤管的供熱熱源，實(shí)現(xiàn)了對建筑的供熱需求：由第一級板式換熱器出來的地?zé)峄厮疁囟葹?0℃左右，再經(jīng)第二級板式換熱器換熱后，獲得熱量的中間循環(huán)水溫度僅為30-40℃，恰可作為中、高溫?zé)岜脵C(jī)組蒸發(fā)側(cè)的循環(huán)水，經(jīng)熱泵升溫后，冷凝側(cè)的出口溫度達(dá)到了60℃左右，可作為地板采暖或風(fēng)機(jī)盤管的供熱熱源，實(shí)現(xiàn)了對建筑的供熱需求。

2.2 高溫?zé)岜眉夹g(shù)

在我國，低溫地?zé)豳Y源占地?zé)崮芸偭康?8％以上。目前，全國地?zé)豳Y源直接利用總量已達(dá)到2410MW，居世界各國前列，但利用水平和效率比較低，對于25℃～50℃溫度段的能量利用率很差。為實(shí)現(xiàn)地?zé)豳Y源的可持續(xù)發(fā)展，國家制定了“十五能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃”：要求調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，減少燃煤造成的污染，大力開發(fā)可再生能源，其中提到了利用熱泵技術(shù)來充分利用低溫地?zé)豳Y源。地?zé)嶙鳛橐环N清潔能源，實(shí)現(xiàn)了建筑供暖，該技術(shù)在我國北方城市發(fā)展迅速，目前天津市地?zé)峁┡娣e已達(dá)到約2000萬平方米，位居全國前列。北京市地?zé)峁┡娣e也達(dá)38萬平方米。低溫地?zé)豳Y源利用主要解決的三個(gè)問題是：

(1)為實(shí)現(xiàn)低溫地?zé)豳Y源的梯級利用，必須對溫度在40℃左右的地?zé)嵛菜疁囟燃右岳茫?br />
(2)對一些溫度在55℃左右的低溫地?zé)崽铮淠芰科肺坏?，不能直接作為散熱器末端供暖?br />
(3)減少因地?zé)嵛菜欧潘斐傻臒嵛廴竞偷孛娉两档葐栴}。對于40*C左右的地?zé)崴?，普通熱泵無法利用，因?yàn)槠胀岜玫恼舭l(fā)器進(jìn)水溫度不能超過21℃，否則會因蒸發(fā)壓力過高導(dǎo)致壓縮機(jī)燒毀；而且普通熱泵冷凝器的出水溫度不能超過55℃，否則也會因冷凝壓力過高導(dǎo)致壓縮機(jī)燒毀。此外，建筑供暖系統(tǒng)的末端形式主要有風(fēng)機(jī)盤管、地板采暖和散熱器末端，設(shè)計(jì)供暖溫度都在60℃以上，因此實(shí)現(xiàn)地?zé)崴奶菁壚帽仨毷褂酶邷責(zé)岜眉夹g(shù)。

高溫?zé)岜脵C(jī)組采用高溫工質(zhì)HTR01或HTR02作為制冷劑，可以把30-60℃的低溫地?zé)崴訜岬?0-90℃，從而實(shí)現(xiàn)了地?zé)崴奶菁壚?，基本解決了低溫地?zé)豳Y源利用中的三個(gè)問題。此外，高溫?zé)岜眉夹g(shù)使深層地?zé)崴疅岜每照{(diào)系統(tǒng)的兩種方案成為可能。

3 結(jié)語

綜上所述，深層地?zé)崴疅岜每照{(diào)系統(tǒng)在原理上是可行的，該系統(tǒng)方案可實(shí)現(xiàn)對建筑物的同時(shí)供熱供冷需求。在許多大型的公共建筑中常有內(nèi)、外區(qū)之分，在供暖季節(jié)，建筑物的外區(qū)房間需要供熱的同時(shí)，因戶間傳熱的影響，內(nèi)區(qū)房間需要供冷。