地源熱泵技術在鐵路沿線建築運用研究
能源環境
作者：馬敏傑
【摘要】文章指出了地源熱泵技術在鐵路沿線建築運用的可行性，並結合具體項目工程實例，探討了地源熱泵技術在鐵路沿線建築的具體運用，其中包括項目工程的技術指標，節能目標，實施方案等內容。將地源熱泵技術運用到鐵路沿線建築中，不僅能夠降低能耗，還能夠獲得良好的經濟和環境效益，將來在鐵路沿線建築中值得進一步推廣和運用。
【關鍵詞】地源熱泵技術；鐵路沿線建築；運用；效益
1.地源熱泵係統介紹及工作原理
在自然界中，水總是由高處流向低處，熱量也總是從高溫傳向低溫。人們可以用水泵把水從低處抽到高處，實現水由低處向高處流動，熱泵同樣可以把熱量從低溫傳遞到高溫。
所以熱泵實質上是一種熱量提升裝置，工作時它本身消耗很少一部分電能，卻能從環境介質（水、空氣、土壤等）中提取4-7倍於電能的裝置，提升溫度進行利用，這也是熱泵節能的原因。地源熱泵是熱泵的一種，是以大地或水為冷熱源對建築物進行冬暖夏涼的空調技術，地源熱泵隻是在大地和室內之間“轉移”能量。利用極小的電力來維持室內所需要的溫度。在冬天，1千瓦的電力，將土壤或水源中4-5千瓦的熱量送入室內。在夏天，過程相反，室內的熱量被熱泵轉移到土壤或水中，使室內得到涼爽的空氣。而地下獲得的能量將在冬季得到利用。如此周而複始，將建築空間和大自然聯成一體。以最小的低價獲取了最舒適的生活環境。
工作原理
地源熱泵則是利用水與地能（地下水、土壤或地表水）進行冷熱交換來作為地源熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量“取”出來，供給室內采暖，此時地能為“熱源”；夏季把室內熱量取出來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時地能為“冷源”。
2.地源熱泵技術在鐵路沿線建築運用的可行性
2.1緩解能源壓力
在我國能源消耗中，建築物供熱和製冷所用能耗占建築總能耗的30—50%，其中單位麵積采暖能耗相當於氣候條件相近的發達國家的2—3倍。不僅造成了巨大的能源壓力，也帶來了廢氣排放、溫室效應和酸雨等環保問題。
2.2降低鐵路運輸成本，提高能源利用效率
目前，鐵路運輸係統中，有相當多的是用燃煤、燃油鍋爐、燃氣鍋爐和電鍋爐。許多鐵路企業在冬季供暖的能源消耗費用支出增加了50%—70%，不僅增加了鐵路運輸成本，還在提高能源利用效率、保護環境方麵麵臨很大的壓力。因此，鐵路係統迫切需要一種綠色節能環保的供暖、製冷方式。
2.3地源熱泵技術具有顯著的優勢和特點，適應了鐵路沿線車站建築采暖需要
地源熱泵技術屬清潔、經濟有效的可再生能源利用技術，環境效益顯著。由於采用了特殊的能源方式，使它具有高效、節能，環保、無汙染，運行維護費用低，控製簡單，運行靈活，節省占地空間，使用壽命長，一機多用等優點。其節能、環保、應用範圍廣、不受地域限製等特點恰恰順應了鐵路沿線車站建築采暖需求，因而在鐵路行業得到了迅速的應用和發展。
3.地源熱泵技術在鐵路沿線建築的具體運用
3.1項目簡介
包神鐵路煤製烯烴專用線河西站處於內蒙古自治區包頭市轄區內，項目位於黃河沿岸，地質構造由粘土細砂交錯夾雜形成，地下賦水條件好，地下水位高。該項目所處地區冬季氣候寒冷，采暖期長，夏季空調期短，屬冬、夏空調冷熱量不平衡地區。主要建築包括工作區、生活區、接觸網工區、配電所。采用地源熱泵中央空調係統為河西站空調采暖房間提供，夏季製冷和冬季供暖及單身公寓全年生活洗澡用熱水。係統形式為：空調采暖采用地埋管換熱器+地源熱泵機組+末端風機盤管的空調形式，生活熱水采用地埋管換熱器+地源熱泵機組+獨立熱水水箱進行加熱，加熱方式采用夜間一次性加熱到設定溫度，全天隨時使用。係統形式為在工作取建築周圍埋設134個地埋管換熱器，機房設置1台空調用地源熱泵機組和1台洗澡用熱泵機組，通過循環泵實現係統的能量轉移。末端風機盤管吊裝與室內裝修相配合。
3.2項目的技術指標和目標
3.2.1技術指標。根據《暖通空調設計規範》河西站地源熱泵中央空調係統投入使用後，預期達到運行參數為夏季空調供、回水溫度為7/12℃，冬季空調供、回水溫度為45/40℃；洗澡熱水出水50℃以上。空調房間夏季室內溫度22-26℃，冬季室內溫度18-22℃。
3.2.2節能目標。按照發改委2008年公布的各種能源平均低位發熱量及折算標準煤的係數：1度用戶消耗電能折合0.404kg標準煤，1kg原煤折合0.7143kg標準煤。並強製推行所有形式的能源節約數值全部通過折算成標準煤進行比較分析。使用地源熱泵空調係統采暖年運行所消耗的電量為230784kwh，折算成標準煤92t。使用煤鍋爐進行采暖年運行所消耗的原煤為780t，折算成標準煤為546t。經比較分析河西站采用地源熱泵空調係統僅冬季采暖一項每年可節省能源相當於454t標準煤。