論文關鍵詞：節能能源環保建筑北方

論文摘要：對北方地區的建筑項目冬季采暖形式問題進行探討，舉例說明了地源換熱形式、分散式中央空調、變頻水泵、全自動化電氣控制等采暖形式，分析對比了各種采暖形式的環保節能效率。

隨著全球經濟快速前進，社會向高度文明發展的同時，也帶來了全球能源和環境危機，中國政府明確發出“建設節約型環保和諧社會”的號召，并在實際中，對切實合理利用自然能源和環保的建筑項目給予實質上的財政補貼，補貼金額目前已達(30~80)元/m2。

對于北方地區的建筑項目來說，首先要面對的是冬季采暖形式問題(當然夏季的制冷也是很重要的)，采用哪種形式采暖既環保又節能且經濟實用，對于當今社會來說非常重要。

1.地源換熱(地埋管)形式

太陽能的47%被地表吸收，因此地表淺層蘊涵著大量取之不盡的能量，超過人類每年利用能量的500倍，且不受地域資源限制，無處不在。由于近乎無限且持續恒定的特點，使得地能成為最易被利用的清潔的可再生能源。同樣，地下水、河流和湖泊也吸收了大量太陽能。地球實際上成為我們的“鍋爐”，在夏季當然成為大家的“冷卻塔”。當地球上其他資源越用越少的今天，太陽則天天升起，因此地表層的能量應是北方冬季取暖的首選。

地表層的能源可用打淺井的方式獲得，即打井幾百米深吸取地下水(約十幾度)獲得能源，但此種方式水的回灌是非常困難的，往往打一口水井吸水，打兩口井回灌也很難將水回灌至地下，且耗費了大量的電能。

地埋管技術是將耐腐蝕的聚乙烯(HDPE)材料制成的管路埋入地下，最常見的是垂直地埋管工程。垂直地埋管形式的地源系統將U型熱文換管道垂直放入鉆孔內，用回填料從鉆孔底部至頂部逐漸灌注封孔。井(孔)深一般為100~130 m，一口并所能換取的熱能約能提供100 m2建筑面積的供暖。冬季取暖應根據各地的地質和地熱參數來設計地埋管的規模。地埋管另有水平式埋管和樁管埋管等形式，都是合理利用了地能(實質來自太陽能)，且又避免了地下水資源的破壞和浪費。

2.分散式地源熱泵機組

地源熱泵空調系統是將地熱能(一般約十幾度)轉換為冬季取暖所需的熱能(約幾十度)。傳統地源熱泵中央空調機組目前常見且較先進的有鑼桿機組(分單鑼桿和雙鑼桿2種)，有單機頭至四機頭和無極變速等形式。隨著科學技術的發展和社會市場對高效節能空調設備的更高要求，分散式空調熱泵機組越來越多地受到歡迎，生產鑼桿機的廠家多數現已生產分散式空調熱泵機組。

分散式地源空調熱泵機組融合了傳統中央空調與家用空調兩種形式的優點，將系統集中性和分散性有機的結合起來，形成一種高能效比(COP )和使用很方便的空調形式。 分散式地源熱泵機組節省投資，不需設大型獨立機房，節省建筑面積，設備可分期投資，維護費用低，故障率低，故障點低;無需專人管理，節省了人力資源;最重要是運行費用低，節能效果明顯。例如建筑物內有100套房間使用空調設備，鑼桿機組如四機頭或無極變速機頭在房間使用率很低情況下(如節假日期間)，也需耗費總功率的20% -30%電能，而分散式機組只需耗費總功率的10%電能。分散式機組可按房間單獨計量，免除物業管理麻煩;在空調系統運行時，在某些房間供暖的同時可對其他房間制冷，滿足了在過渡季節的不同需要。

3.變頻水泵在采暖系統中的節能效果

在采暖系統中，將地埋管中的水抽出并在整個水系統中循環，用水將地熱能傳輸到空調機組，要由一臺或幾臺水泵來完成。傳統中央空調需2套水系統水泵—冷卻水系統水泵和冷凍水系統水泵。分散式地源熱泵機組由于沒有主機的存在，只需冷卻水系統水泵，節能效果明顯。例如北京某飯店選用了3臺變頻調速裝置，運行一年就節電50萬kWh，而3套變頻調速裝置的投資費用是13萬，投資回收期不足2年?，F變頻調速裝置改進為一托幾的形式，多臺水泵電機需一臺變頻調速裝置即可，能更有效地節省電力資源。

4.采暖系統的自動化控制

由地埋管設施和分散式地源熱泵空調機組、變頻調速裝置控制的水泵能夠組成高效節能的采暖系統。在整個采暖系統中，分散式地源熱泵機組的使用像家用空調一樣方便，但與其配套的輔助設備水泵等(如傳統中央空調運行時需人工操作)優勢就降低了。因此在控制電路設計中應使其做到理想的自動控制功能，做到當采暖系統中任一臺空調機組啟動運行時，水泵等輔助設備應同時啟動運行，保證水系統的運行功能，當運行中的空調機組全部停機時，水泵等輔助設備也隨之停機，保證電能不被浪費?，F生產廠家已將分散式空調機組裝有啟動水泵的接線端子，使線路的設計和實現方便了許多。

變頻調速控制的水泵在啟動運行時，根據空調機組投入運行的臺數變化而進行速度的調整，具體實現是每臺空調機組通過水的水管裝有電磁閥，電磁閥隨著機組啟動運行和停止而開啟或關閉，在管路干管中形成變化的水的壓差，變頻控制器的壓力傳感器根據管路中水的壓差來控制水泵的運行轉速。

在采暖系統實現自動控制的同時，應將空調系統的保護措施考慮周到，如防缺水保護、防凍保護、方便物業管理等。

當采暖系統是由地埋管設施、分散式地源熱泵中央空調機組、變頻調速控制水泵組成的，并在自動化電路控制下運行時，將形成一套非常有效的節約電力資源、水資源和人力資源的設備組合。