水源熱(rè)泵

一(yī)）水源熱泵的概念

水源(yuán)熱泵是利用地(dì)球水(shuǐ)所儲藏的太陽能資源作爲冷、熱(rè)源，進行轉換的空調技術。

水(shuǐ)源熱泵可分爲地源熱泵和水環熱泵。地源熱泵包括地下水熱泵、地表(biǎo)水（江、河、湖、海）熱泵、土(tǔ)壤源熱泵(bèng)；利用自來水的水源熱泵(bèng)習慣上被稱爲水環熱泵。

水源熱泵-（二）水源熱泵的原理

地球表面淺層水源(yuán)（一般在1000 米以(yǐ)内），如地(dì)下水、地表的河流、湖泊和海洋，吸收了太陽進(jìn)入地球的相當(dāng)的輻射能量，并且水(shuǐ)源(yuán)的溫度一般都十分穩定。水源熱泵技術的工作原理就是：通過輸入少量高品(pǐn)位能源（如電能），實現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉移。水(shuǐ)體分别作爲冬季熱(rè)泵供暖的(de)熱源和夏季空調的(de)冷源，即在夏季将建(jiàn)築物中的熱量“取”出來，釋放到水體中去，由于水源溫度低，所以可(kě)以專業地帶走熱量，以達到夏季給建築物室(shì)内制冷的目的；而冬季，則是通(tōng)過水源熱泵機組，從(cóng)水源中“提(tí)取”熱能，送到建築物中采暖。

水源熱泵-（三）水源熱泵的優點

水(shuǐ)源熱泵與常規空調技(jì)術相比，有以下優(yōu)點：

1、專業節能

水源熱泵是目前空調系統中能效比（COP值）較(jiào)高的制冷、制熱方式，理論(lùn)計(jì)算可達(dá)到7，實際運行爲4～6。

水源熱泵機組可利用的(de)水(shuǐ)體溫度冬季爲12～22℃，水體溫度比環境空氣溫度高，所以熱泵循環的蒸發溫度提高，能效比也提高。而夏(xià)季水體溫度爲(wèi)18～35℃，水體溫度比環境空氣溫度低，所以(yǐ)制冷的冷(lěng)凝溫度降低，使得冷卻效果好于風冷式(shì)和冷(lěng)卻塔式，從而提高機組運行效率。水源熱泵消耗1kW.h的電量，用戶可以得到4.3～5.0kW.h的熱量或5.4～6.2kW.h的冷量。與空氣(qì)源熱泵相(xiàng)比，其運行效率要高出20～60％，運行費用僅爲普通中央空調(diào)的(de)40～60％。

2、屬可再生能源(yuán)利用技術

水(shuǐ)源熱泵是利用了地球水體所儲藏的太陽能資源作爲冷(lěng)熱源，進行能量轉換(huàn)的供(gòng)暖空調系(xì)統。其(qí)中可以利(lì)用(yòng)的水體，包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水體不僅是一個巨(jù)大的太陽能集熱器，收集了47％的太陽輻射(shè)能量，比人(rén)類每(měi)年利(lì)用能量(liàng)的(de)500倍還(hái)多（地下的水體是通過土(tǔ)壤間接的接受太陽輻(fú)射(shè)能量(liàng)），而且是一個巨大的動态能量平衡(héng)系統，地表(biǎo)的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散的相對的均衡(héng)。這使得利用儲(chǔ)存于其(qí)中(zhōng)的近乎無(wú)限的太陽能或地能成爲可能(néng)。所以說，水源熱泵利(lì)用的是清潔的可再(zài)生能源的一種技術。

3、節水省地

以地(dì)表水爲冷熱源，向(xiàng)其放出熱量或吸收熱量，不消耗水資源，不會對(duì)其造成污染；省去了鍋爐房及附屬煤場(chǎng)、儲油房、冷卻塔等設施，機房面積大(dà)大小(xiǎo)于常規空調系統，節省建築空(kōng)間(jiān)，也有利于建築的美觀。

4、環保效益(yì)顯著

水源熱泵機組供熱時省去了(le)燃煤、燃氣、然油等鍋爐房系統(tǒng)，無燃燒過程，避免了排煙、排污等污(wū)染；供冷時省去(qù)了冷卻水塔，避免了冷卻塔(tǎ)的噪音、黴菌污(wū)染及水耗。所(suǒ)以，水源熱泵機組運行無任何污染(rǎn)，無燃燒、無排煙，不産生廢渣、廢水、廢氣和(hé)煙塵，不會産(chǎn)生城市熱島效應，對環境非常友好，是(shì)理想的綠色環保産(chǎn)品。

5、一機多(duō)用，應用範(fàn)圍廣

水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調，還可供生活熱水(shuǐ)，一機(jī)多用，一套系(xì)統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝(zhuāng)置或系統(tǒng)。特别(bié)是對于同時有(yǒu)供熱和供冷要求的建築物，水源熱泵有着明顯的優點。不僅節省了大量能源，而且用一套設備可以(yǐ)同時滿足供熱和供(gòng)冷的要求，減少了(le)設(shè)備的初投資。其總投資(zī)額僅爲傳(chuán)統空調系統的60%，并且安裝容易，安裝(zhuāng)工作量比傳統空調系統少，安裝工期短，更改安裝也容易。

水源(yuán)熱泵可應用于賓館、商場、辦公樓、學校等建築(zhù)，小型的(de)水源熱泵更适(shì)合于别墅、住宅小區的采暖、供冷。

6、運行穩定專業，維護(hù)方便

水體的溫度一年四季(jì)相對穩定，其波動的(de)範圍遠遠小于(yú)空氣(qì)的變動，水體溫度較恒(héng)定的特性，使得熱泵機組運行更專業、穩定，也(yě)保持了系統的專業性和經濟性(xìng)；采(cǎi)用全(quán)電腦控制(zhì)，自動(dòng)程度高。由于系統簡單、機組部件少，運行穩定，因(yīn)此維護費(fèi)用低，使用壽命長。

7、符合國(guó)家政策，獲得政策性支持

國家十分重視可再生能源開發利用工作，《中華人民共和國可再生能源(yuán)法》已(yǐ)于2006年1月1日起實施；同(tóng)時，在《國家中長期科學和技術發展(zhǎn)規劃綱要》中，又把大(dà)力發展和規模化應用新能源(yuán)和可再生能源作爲(wèi)能源領域的優先發展主題。從國家(jiā)立法和發展戰略的高度，對可再生能源的發展應用予以強力推動。

根據國家建設部政策規定，凡采用水源熱泵空(kōng)調技術的建築物，通過向當地建委申報，可獲得政(zhèng)府的政策性支持，減免建築(zhù)配(pèi)套費用140～200元/m2。

與鍋(guō)爐（電(diàn)、燃料）和空氣源(yuán)熱泵的供熱系(xì)統相比(bǐ)的優勢體現在：

與鍋爐(lú)（電、燃(rán)料）和空氣源熱泵的供熱系統相比(bǐ)，水源熱泵具明顯(xiǎn)的優勢。鍋爐供熱隻能(néng)将90%～98%的電能(néng)或(huò)70%～90%的燃料内能轉化(huà)爲熱量，供(gòng)用戶使用，因此地源熱泵(bèng)要比電鍋爐(lú)加熱節省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節省二分之(zhī)一以上的能量；由于水源(yuán)熱(rè)泵的熱(rè)源溫度全年較(jiào)爲穩定，一般爲10～25℃，其制(zhì)冷、制熱系數可達3.5～4.4，與傳統的空(kōng)氣源熱泵相比，要高出40%左右，其運行費用爲普通中央空調的50%～60%。因此，近十幾年(nián)來，水源熱泵空(kōng)調系統在北美及中(zhōng)、北歐等國家取得了較快(kuài)的發展，尤其是近五年(nián)來，中國的水源熱泵市場也日趨活躍，使該項(xiàng)技術得到了(le)相當(dāng)廣泛的應用(yòng)，成爲一種有效的(de)供熱和供冷空調技術。

水源熱泵-（四）水源熱泵的應用

從水源熱泵的(de)市(shì)場應用看,我國南方的深圳,廣州到過渡地區的上海,南京直到(dào)北(běi)方采暖地區的北京,大連等城市的公共(gòng)建築(辦公樓,商住樓,商(shāng)場等),而且住宅建築上得到(dào)了廣泛的應用.

北京(jīng)奧運村利用再生水水(shuǐ)源熱泵空調系統,不需要冷(lěng)卻塔,鍋爐房,其能源消耗量是傳統電鍋爐的1/4,更重要的(de)是,它不會排放任何污染物.

作爲建設部較批(2006年)可再生能源建築應用示範(fàn)項目,全國較大規模的水源熱泵住宅區,海信地産(chǎn)開發的麥島金岸投資4億元人民币,采用了國際先進的海水/污水源熱泵,節約了能源,減少了污染.建成(chéng)後采(cǎi)暖每年可減少燃煤20206餘噸,每年減(jiǎn)少向大氣排放二氧化碳54050餘噸.運用海水(shuǐ)中央空調,比傳統空(kōng)調系統運行效率高(gāo)出40%,節(jiē)省運行費用40%左(zuǒ)右.

有業内(nèi)人士分析(xī),水源熱泵技術目(mù)前除了被(bèi)廣泛應用于各類民用建築,公用建築,軍事建築等所(suǒ)有需要供冷供暖供應洗浴熱(rè)水(shuǐ)的中央(yāng)空調系統,還涉及到工業領域中冷凍,冷(lěng)藏,冷卻的工藝系統,成爲(wèi)節能(néng)減排的重(zhòng)要技術之(zhī)

水源熱泵-（五）水源熱泵的應用限(xiàn)制

水源熱泵的應用限制

象任何(hé)事物(wù)一樣，水源熱泵也不是十全十美的，更不是萬能的。其應用也(yě)會受到制約。

1、可利(lì)用的水源條件限制

水源熱泵(bèng)理論上可以利(lì)用一切的水資源，其實在實際工程中，不同的水資源利用的成本差異(yì)是相當大的。所以在不同的地區是否有合适的水源成爲水源熱泵應用的一個關鍵。目(mù)前的水源熱泵利(lì)用方式中，閉式系統一(yī)般成本較高。而開式系統，能否尋(xún)找到合适的水源就成爲使用水(shuǐ)源熱泵的限制(zhì)條件。對開式系統，水源要求必(bì)須滿足一定的溫度、水量和清(qīng)潔度。

2、水層的地理結構的限制(zhì)

對于從地(dì)下抽水回(huí)灌的(de)使(shǐ)用，必須考慮到使用地的地(dì)質的結構，保持(chí)可以在經濟(jì)條件下打井找到合适的水源，同時還應(yīng)當考慮(lǜ)當地的地質和土壤的條件，保持用後尾水的回灌可以實現。

3、投資的經濟性

由于(yú)受到不同地區、不同用戶及國(guó)家能源政策(cè)、燃料價格的影響(xiǎng)，水源的基本條件的不(bú)同；一次性投資及運行費(fèi)用(yòng)會随着用戶的不同而有所不(bú)同。雖然(rán)總(zǒng)體來說，水(shuǐ)源熱泵的運(yùn)行(háng)效率較高、費用較(jiào)低。但與傳統的空調制冷取暖方式相比，在不(bú)同地區不同需求的條件下，水源熱泵的投資經(jīng)濟性會有所(suǒ)不(bú)同。

水源熱(rè)泵目(mù)前的市場狀況：

水源熱泵目前主要應用在北(běi)方冬季寒冷的地區(qū)，而在廣闊(kuò)的南方很(hěn)少見到身影。主要原因：南方主要以空氣源熱泵爲主，冬天對空調制熱的依賴不如北方明顯，主要用來洗澡(zǎo)，所(suǒ)以空氣源熱泵基本(běn)能滿足需要，并且工程相對簡單，造價成本要低。所以這(zhè)類産品有較大(dà)的局限性所以必須(xū)要走産品的差異化(huà)道路，來做好産品的(de)推廣(guǎng)！

水源(yuán)熱泵技術(shù)的研究及(jí)原理圖

水源熱泵技術是一種利用地球表面(miàn)或淺(qiǎn)層水源（如(rú)地(dì)下水、河流和湖泊），或者是人工再生水源（工業廢水、地熱尾水等）的低溫(wēn)低位熱能資源，采用熱泵原理，通過少量的高位(wèi)電能輸入，實現低位(wèi)熱能向高(gāo)位熱能轉(zhuǎn)移，既可供(gòng)熱又可制冷的專業、環保、節能的空調系統(tǒng)。

地球表面淺層水源如深度在1000米以内的地下水、地表的河流和湖泊和海(hǎi)洋中，吸收了太陽進入地球的相當的輻射能量，并且水源的(de)溫度(dù)一般都十分穩(wěn)定(dìng)。水源熱泵機組工作原(yuán)理就是(shì)在夏季将建(jiàn)築物(wù)中的熱量轉移(yí)到水源中，由于水源溫度低，所以可以專業地帶走熱量，而冬季，則從水源中提取(qǔ)能量，由熱泵原理通過空(kōng)氣或水作爲載冷劑提升溫度後送(sòng)到建築物(wù)中。通常水源熱泵消耗1kW的能(néng)量，用戶可以得到4kW以上的熱(rè)量或冷量。