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轉(zhuǎn)換，是利用其壓縮機(jī)的作用，通過消耗一定的輔助能量(如電能)，在壓縮機(jī)和換熱系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的制冷劑的共同作用下，由環(huán)境熱源(如水、空氣)中吸取較低溫?zé)崮?，然后轉(zhuǎn)換為較高溫?zé)崮茚尫胖裂h(huán)介質(zhì)(如水、空氣)中成為高溫?zé)嵩摧敵?。在此因壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)做工而消耗了電能，壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)使不斷循環(huán)的制冷劑在不同的系統(tǒng)中產(chǎn)生的不同的變化狀態(tài)和不同的效果(即蒸發(fā)吸熱和冷凝放熱)，從而達(dá)到了回收低溫?zé)嵩粗迫「邷責(zé)嵩吹淖饔煤湍康臒岜玫募夹g(shù)性分析熱泵機(jī)組可以達(dá)到一機(jī)兩用的效果，即冬季利用熱泵采暖，夏季進(jìn)行制冷。既節(jié)約了制冷機(jī)組的費(fèi)用，有節(jié)省了鍋爐房的占地面積，同時(shí)達(dá)到了環(huán)保。如業(yè)主已有地?zé)峋?，則可利用熱泵裝置進(jìn)行梯級(jí)轉(zhuǎn)換，能大大便于熱資源的充分有效地利用。用于生活采暖和生活水加熱等需要的能源消耗，如果依靠直接電熱會(huì)造成能源再浪費(fèi)，是不可取的，采用熱泵供熱和加溫才能更有效的利用電能。使用熱泵技術(shù)供熱采暖對(duì)大氣及環(huán)境無任何污染，而且高效節(jié)能，屬于綠色環(huán)保技術(shù)和裝置，符合目前我國(guó)能源、環(huán)保的基本政策，對(duì)用戶本身也無形中起到自我宣傳的作用。用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量。適用于各大商場(chǎng)、餐廳、賓館、健身、洗浴中心、超市、醫(yī)院、學(xué)校、宿舍等。好的熱泵熱源和空調(diào)冷源，水體的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定。水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點(diǎn)問題。而且一機(jī)多用，水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。水源熱泵機(jī)組由于工況穩(wěn)定，部件較少，機(jī)組運(yùn)行簡(jiǎn)單可靠，wei護(hù)費(fèi)用低，自動(dòng)控制水平高，使用壽命長(zhǎng)可達(dá)到15年以上。

水源熱泵是一種利用低品位熱源供熱和制冷的節(jié)能環(huán)保裝置，通過輸入少量的高品位能源，實(shí)現(xiàn)熱量從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩吹膫鬟f。按照低位熱源的種類，可以將水源熱泵分為：水環(huán)式、地下水式、地下環(huán)路式。工程技術(shù)人員又積極開發(fā)了多種形式的水源熱泵，包括污水源、海水源、各種地表水源等。國(guó)內(nèi)的水源熱泵應(yīng)用較晚，但是在過去的十多年里應(yīng)用發(fā)展迅速。水源熱泵相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范也已基本完善，設(shè)備的效率取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

各種水源熱泵特點(diǎn)比較

地下水式水源熱泵：應(yīng)用于地下水資源豐富的地區(qū)，在各種水源熱泵中能效較高，初投資合適，是目前應(yīng)用較為廣泛的水源熱泵類型。地下水水溫和所在地土壤恒溫層溫度接近。按現(xiàn)行水源熱泵國(guó)標(biāo)規(guī)定的名義工況，制冷運(yùn)行時(shí)，地下水的進(jìn)出口溫差為11℃，在冬季約為8℃。受地下水開采量與、開采和回灌功耗等因素影響，地下水式水源熱泵所占比例逐漸下降。

地下環(huán)路式水源熱泵：地埋管側(cè)與土壤存在傳熱過程。夏季時(shí)機(jī)組冷凝器的進(jìn)水溫度比所在地土壤恒溫層溫度高10℃左右；冬季時(shí)機(jī)組蒸發(fā)器的進(jìn)水溫度比所在地土壤恒溫層溫度低5℃以上。地下環(huán)路的進(jìn)出口溫差通常按5℃設(shè)計(jì)。這使得地下環(huán)路式水源熱泵機(jī)組的能效與地下水式水源熱泵機(jī)組接近，地下埋管對(duì)環(huán)境的影響相對(duì)較小，但地下?lián)Q熱器設(shè)計(jì)難度較大，需要預(yù)*行巖土熱物性試驗(yàn)，在地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)應(yīng)用困難。而且地下環(huán)路式熱泵系統(tǒng)施工工程量大，初投資高，地下?lián)Q熱器wei護(hù)困難，對(duì)材料和施工要求都很高。

在各種可用作水源熱泵熱源的媒介中，城市污水和海水具有總量巨大，溫度波動(dòng)小，夏季溫度低于環(huán)境溫度，冬季溫度高于環(huán)境溫度等特點(diǎn)。以京津地區(qū)為例，在整個(gè)冬季污水溫度為17.1～12.4℃；夏季污水溫度則在22～25℃之間。在北方的高寒地區(qū)，當(dāng)室外氣溫低于-15℃時(shí)，污水廠的出水溫度也能保持在7～8℃。而在長(zhǎng)江流域冬季污水溫度在17℃以上。冬季污水溫度基本等于或高于所在地土壤恒溫層的溫度，亦即高于地下水溫度。在沿海地區(qū)，海水以其巨大的體量和穩(wěn)定的性質(zhì)，是水源熱泵良好的冷源或熱源。如青島夏季海水溫度則穩(wěn)定在20～25℃。污（海）水與地下水、地下環(huán)路閉式循環(huán)水在水質(zhì)特性上有很多不同的地方，需要針對(duì)這些不同特性采取相應(yīng)的措施，才能使機(jī)組*高效穩(wěn)定運(yùn)行。主要需解決的防腐、防垢等問題。

在河流、湖泊等地表水資源豐富的地區(qū)，可以使用地表水作為熱泵機(jī)組的冷熱源。地表水源的溫度、水質(zhì)等性質(zhì)與其所在地點(diǎn)相關(guān)，也與河流的徑流量或湖泊的蓄水量直接相關(guān)。地表水的性質(zhì)還受季節(jié)影響較大，表現(xiàn)為水溫日波動(dòng)較小，但年度波動(dòng)較大。以長(zhǎng)江重慶段測(cè)量數(shù)據(jù)為例，夏季水溫比當(dāng)?shù)卦缕骄汕驕囟鹊?～5℃，冬季水溫比當(dāng)?shù)卦缕骄汕驕囟雀?～4℃。因?yàn)榈乇硭暮沉?、礦化度和生物，地表水水源熱泵在設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考管路磨損和結(jié)垢問題。以水源熱泵機(jī)組開發(fā)應(yīng)用為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式已在國(guó)內(nèi)蓬勃興起，水源熱泵已成為象征中國(guó)式熱泵技術(shù)和熱泵行業(yè)發(fā)展的新亮點(diǎn)。目前國(guó)家大力推進(jìn)城鎮(zhèn)化建設(shè)，如何向快速增長(zhǎng)的居民區(qū)供暖供能已是亟待解決的問題，特別是新農(nóng)村城鎮(zhèn)化建設(shè),大規(guī)模、集約化的能源生產(chǎn)和供應(yīng)很難實(shí)現(xiàn)，取而代之的是區(qū)域供暖、分布式能源系統(tǒng)。不少城鎮(zhèn)周邊通常具備豐富的江河湖海及淺層地表水資源，利用水源熱泵向建筑供熱和供冷將成為非常有效的途徑。超低溫型水源熱泵機(jī)組的成功研發(fā)，解決了江河湖水冬季無法使用的難題，不但能滿足集中供熱末端的采暖問題，而且能減輕政府供熱補(bǔ)貼壓力，更為重要的是在環(huán)保效益在環(huán)境效益方面的重大意義。已成功在東北、內(nèi)蒙、新疆、甘肅等地應(yīng)用超過3年以上的時(shí)間，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合超低溫水源熱泵的設(shè)計(jì)要求，為節(jié)能減排、消除霧霾做出了一定的貢獻(xiàn)熱泵系統(tǒng)

由全熱回收機(jī)組＋水源熱泵機(jī)組＋離心冷水機(jī)組提供空調(diào)冷熱源及生活熱水，生活熱水由全熱回收機(jī)組提供，按照酒店生活熱水分區(qū)，每個(gè)區(qū)分別設(shè)置獨(dú)立的全熱回收機(jī)組，生活熱水系統(tǒng)  為閉式循環(huán)系統(tǒng)。

1、地下水源熱泵原理

作為一種可再生能源，地下水源熱泵是一種利用淺層地?zé)豳Y源的即可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)設(shè)備。地下水源熱泵通過輸入少量的高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)由低品位熱能向高品位熱能轉(zhuǎn)移。地能分別在冬季作為熱泵供熱的熱源和夏季制冷的冷源，即在冬季把地能中的熱量“取”出來，供給室內(nèi)采暖，此時(shí)地能為“熱源”；夏季把室內(nèi)熱量取出來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時(shí)地能為“冷源”。具有高效節(jié)能、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、安全可靠、可自動(dòng)運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)。

2、地下水源熱泵形式

地下水源熱泵主要有地下水地下水源熱泵系統(tǒng)、地表水地下水源熱泵系統(tǒng)和土壤源地下水源熱泵系統(tǒng)，地下水地下水源熱泵和地表水地下水源熱泵系統(tǒng)的使用受很多條件限制，而土壤源熱泵由于采用土壤換熱器換熱的閉式循環(huán)，不會(huì)對(duì)環(huán)境和地下水體造成影響，所以在土壤溫度適宜的地區(qū)進(jìn)行推廣有較大的可行性。據(jù)研究土壤源能量?jī)?chǔ)量豐富，僅僅全國(guó)百萬分之一陸地面積百米以內(nèi)土壤中的低品位溫差即可滿足全國(guó)的建筑能耗。近年來越來越多的空調(diào)系統(tǒng)選擇了土壤源熱泵作為冷熱源，為國(guó)家節(jié)能減排政策做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

地下水源熱泵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

（1）綠色環(huán)保，保護(hù)環(huán)境，開發(fā)推廣地下水源熱泵空調(diào)技術(shù)可棄用中小型燃煤鍋爐房，該裝置沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，沒有任何污染，不會(huì)影響城鎮(zhèn)的環(huán)境質(zhì)量。

（2）利用再生能源：可持續(xù)發(fā)展地下水源熱泵系統(tǒng)是利用淺層巖土作為作為冷熱源的采暖空調(diào)系統(tǒng)。地表淺層巖土中的低溫地?zé)豳Y源量大面廣，無處不在，是一種清潔可再生能源。因此，利用這部分能量的地下水源熱泵，是一種可持續(xù)發(fā)展的“綠色裝置”。

（3）節(jié)能：運(yùn)行費(fèi)用低。深層巖土溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定，冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低，是很好的熱泵冷/熱源。這種特性使得設(shè)計(jì)良好的地下水源熱泵系統(tǒng)比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高約40%，熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠，穩(wěn)定，整個(gè)系統(tǒng)的wei護(hù)費(fèi)用也較鍋爐-制冷機(jī)系統(tǒng)大大減少。

（4）一機(jī)多用，節(jié)約設(shè)備用房：地下水源熱泵系統(tǒng)可供暖、供冷，還可供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐+制冷機(jī)兩套裝置。機(jī)組緊湊、節(jié)省建筑空間，減少一次性投資。設(shè)備選型如下：

（1）螺桿式地源熱泵機(jī)組3tai：

制冷量：2985kW；工況條件：井水側(cè)進(jìn)出水溫度：29/18℃，空調(diào)水進(jìn)出水溫度：7/12℃；制熱量：3182kW；工況條件：井水側(cè)進(jìn)出水溫度：15/7℃;空調(diào)水進(jìn)出水溫度：40/45℃

（2）高區(qū)全熱回收水源熱泵機(jī)組1tai：高溫制熱量674KW

高溫制熱工況：井水側(cè)進(jìn)出水溫度15/7℃，熱水進(jìn)出水溫度：50/55℃中區(qū)全熱回收水源熱泵機(jī)組1tai：高溫制熱量753KW

高溫制熱工況：井水側(cè)進(jìn)出水溫度15/7℃，熱水進(jìn)出水溫度：50/55℃低區(qū)全熱回收水源熱泵機(jī)組1tai：高溫制熱量674KW

高溫制熱工況：井水側(cè)進(jìn)出水溫度15/7℃，熱水進(jìn)出水溫度：50/55℃裙房全熱回收水源熱泵機(jī)組1tai：高溫制熱量540KW

高溫制熱工況：井水側(cè)進(jìn)出水溫度15/7℃，熱水進(jìn)出水溫度：50/55℃輔助冷熱源系統(tǒng)

(1) 離心式冷水機(jī)組2tai：

制冷量：2637kW；工況條件：冷卻水進(jìn)出水溫度：32/37℃，空調(diào)水進(jìn)出水溫度：7/12℃；

(2) 油氣兩用熱水鍋爐2tai

Q=1400KW，供回水溫度95-70℃，鍋爐額定熱效率大于92％熱泵機(jī)房置于地下一層，冷熱源流程圖見圖2。

自來水源熱泵和供水加壓站中的應(yīng)用