1、水源热泵系统在实际中的应用与发展摘要：进入二十一世纪，能源紧缺已经成为各国经济发展的世界性难题。伴随着不可在生能源消耗的剧烈增长，全球环境的日益恶化，研究与开发新型可持续发展的清洁能源是人类寻求生存和发展的必经之路。本文对水源热泵系统在实际中的应用与发展做了简单介绍。 关键词：水源热泵系统、发展近况、系统组成、工作原理 中图分类号： TU991.11 文献标识码： A 文章编号： 一、水源热泵系统简介 随着经济的持续发展，人们生活水平的不断提高，对居住的舒适性、品质的要求也越来越高。为了更好地满足人们这种更加舒适和更加有利于身心健康的要求，现介绍近年来在该领域兴起的水源热泵系统。 水源热泵系统
2、是一种高效节能、经济环保、安全稳定、冷暖两用、运行灵活的新型中央空调系统。它利用地表水（江、河、湖水） 、地下水、工业废水及生活废水、海水等，借助热泵系统，既能制冷、又能制热，还能 24 小时提供生活热水，是一种高效环保的建筑节能技术。 地球表面或浅层水源的温度一年四季基本不受外界气候影响，相对稳定，一般为 1025，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源。 二、水源热泵特点 1.属可再生能源利用技术 水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，收集了 47的太阳辐射能量，比人类每
3、年利用能量的 500 倍还多（地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量） ，而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说，水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。 2高效节能 通常地源热泵消耗 1KW 的能量，用户可得到 45KW 的有用热量或冷量。据美国环保署 EPA 估计，设计安装良好的水源热泵，平均来说可以节约用户 3040的供热制冷空调的运行费用。与锅炉（电、燃料）和空气源热泵的供热系统相比，水源热泵具明显的优势。锅炉供热只能将90%98%的电能或 7090%的燃料内能转化为热
4、量，供用户使用，因此水源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量。 3运行稳定可靠 水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动。是很好的热泵热源和空调冷源，水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。 4环境效益显著 水源热泵的使用电能，电能本身为一种清洁的能源，但在发电时，消耗一次能源并导致污染物和二氧化碳温室气体的排放。所以节能的设备本身的污染就小。 水源热泵技术采用的制冷剂，可以是 R22 或 R134A、R407C 和 R410A等替代共质。水源热泵机组的运行没
5、有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。 5.一机多用，应用范围广 水源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物，水源热泵有着明显的优点。不仅节省了大量能源，而且用一套设备可以同时满足供热和供冷的要求，减少了设备的初投资。水源热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，小型的水源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调。 6.自动运行 水源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低；自动控制程
6、度高，使用寿命长可达到25 年以上。 三、发展近况 国外水源热泵中央空调的历史可以追溯到 1912 年瑞士的一个专利，而真正意义的商业应用也只有近几十年的历史。如美国，到目前为止已安装了 40 万台，每年以 10%的速度稳步增长，年节约能源费用达 4.2 亿美元。 美国的水源热泵中央空调主要采用盘管深埋技术，与美国不同，中、北欧如瑞典、奥地利、德国等国家主要利用浅层地热资源，采用地下土壤埋盘管，用于室内地板辐射供热装置中。 我国的水源热泵中央空调上世纪九十年代末兴起，目前全国已经有数千个成功的工程。在华北地区，越来越多的中国用户开始熟悉地温中央空调，并深感兴趣。主要是因为常规能源的节约和可再生
7、能源的充分利用；另一方面是因为有较好的热泵科研与应用基础。可以预计，该项技术将会成为 21 世纪最有效的供热和供冷空调技术。 在中国的传统的空调系统概念中，由于国家的经济发展状况和政策的影响，在相当长的时期中，北方一般以燃煤锅炉解决冬季取暖问题，在南方以水冷机组解决夏季制冷问题。在二十世纪八十年代以后，制冷机组的方式开始多样化，此时，出现了溴化锂机组、风冷机组，机组的容量也从原有的大中型机组过渡为大中小型机组，在二十世纪九十年代以后，对于取暖方式也开始有新的尝试和探讨，特别是随着可持续发展和公众环保意识的提高，世界和中国能源利用的结构都正在转变，从原有的煤、石油取暖过渡到以天然气及电等清洁能源
8、。 四、系统组成 水源热泵中央空调系统是由末端（室内空气处理末端、暖气片、盘管等）系统，水源热泵中央空调主机系统、水源水系统、室内循环水系统三部分组成。 五、工作原理 为用户供热时，水源热泵中央空调系统从水源中提取低品位热能，通过电能驱动的水源热泵中央空调主机（热泵）“泵“送到高温热源，以满足用户供热需求。 为用户供冷时，水源热泵中央空调将用户室内的余热通过水源热泵中央空调主机（制冷）转移到水源中，以满足用户制冷需求。 水源热泵机组系统由压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器、控制系统以及环保工质构成。供暖时，工质通过蒸发器吸收水源所提供的低品热能、经压缩机升压升温，在冷凝器中放热以向用户提供高温热水
9、，目前市场普遍提供热水温度（40-50）用户末端形式为地板辐射采暖， （50-65）用户末端形式为散热器两种，然后工质流经节流阀降压降温又回到蒸发器继续吸取水源所提供的热能，形成循环。这样机组可以源源不断地吸收低品味热源的能量，以高温热水向外输出。其中以电能作为驱动。 六、结束语 天然气和石油等都属于不可再生的能源，从可持续发展的角度看，必须提高能源利用效率或者寻找可以再生的能源，而水源热泵机组就是比较理想的一种设备。 参考文献： 1. 水源热泵采暖系统可研性报告。 2. 承德市本特地温中央空调。 作者简介： 韩潮（1984-） ，男，满族，河北承德人，2007 年毕业于河北工程大学，承德佳艺建筑工程设计有限公司，助理工程师。 姜树军（1979-）,男,汉族，2003 年河北建筑工程学院毕业, 承德规划设计研究院，工程师。
