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水源熱泵的概念
水源熱泵是利用地球水所儲(chǔ)藏的太陽能資源作為冷、熱源，進(jìn)行轉(zhuǎn)換的空調(diào)技術(shù)。
水源熱泵可分為地源熱泵和水環(huán)熱泵。地源熱泵包括地下水熱泵、地表水（江、河、湖、海）熱泵、土壤源熱泵；利用自來水的水源熱泵習(xí)慣上被稱為水環(huán)熱泵。

水源熱泵的原理
地球表面淺層水源（一般在1000 米以內(nèi)），如地下水、地表的河流、湖泊和海洋，吸收了太陽進(jìn)入地球的相當(dāng)?shù)妮椛淠芰浚⑶宜吹臏囟纫话愣际址€(wěn)定。水源熱泵技術(shù)的工作原理就是：通過輸入少量高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。水體分別作為冬季熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源，即在夏季將建筑物中的熱量“取”出來，釋放到水體中去，由于水源溫度低，所以可以地帶走熱量，以達(dá)到夏季給建筑物室內(nèi)制冷的目的；而冬季，則是通過水源熱泵機(jī)組，從水源中“提取”熱能，送到建筑物中采暖。

適用項(xiàng)目

1、新建傳統(tǒng)水冷空調(diào)機(jī)房系統(tǒng)；

2、新建地源熱泵機(jī)房系統(tǒng)；

3、水冷空調(diào)機(jī)房系統(tǒng)節(jié)能改造；

4、地源熱泵機(jī)房系統(tǒng)節(jié)能改造；

5、主機(jī)廠家集控系統(tǒng)配套；

6、空調(diào)系統(tǒng)合同能源管理項(xiàng)目

水源熱泵的優(yōu)點(diǎn)
水源熱泵與常規(guī)空調(diào)技術(shù)相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、節(jié)能
水源熱泵是目前空調(diào)系統(tǒng)中能效比（COP值）zui高的制冷、制熱方式，理論計(jì)算可達(dá)到7，實(shí)際運(yùn)行為4～6。
水源熱泵機(jī)組可利用的水體溫度冬季為12～22℃，水體溫度比環(huán)境空氣溫度高，所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高。而夏季水體溫度為18～35℃，水體溫度比環(huán)境空氣溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，使得冷卻效果好于風(fēng)冷式和冷卻塔式，從而提高機(jī)組運(yùn)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。與空氣源熱泵相比，其運(yùn)行效率要高出20～60％，運(yùn)行費(fèi)用僅為普通*空調(diào)的40～60％。
2、屬可再生能源利用技術(shù)
　　水源熱泵是利用了地球水體所儲(chǔ)藏的太陽能資源作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。其中可以利用的水體，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(gè)巨大的太陽能集熱器，收集了47％的太陽輻射能量，比人類每年利用能量的500倍還多（地下的水體是通過土壤間接的接受太陽輻射能量），而且是一個(gè)巨大的動(dòng)態(tài)能量平衡系統(tǒng)，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散的相對(duì)的均衡。這使得利用儲(chǔ)存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為可能。所以說，水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)。
3、節(jié)水省地
以地表水為冷熱源，向其放出熱量或吸收熱量，不消耗水資源，不會(huì)對(duì)其造成污染；省去了鍋爐房及附屬煤場、儲(chǔ)油房、冷卻塔等設(shè)施，機(jī)房面積大大小于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)，節(jié)省建筑空間，也有利于建筑的美觀。
4、環(huán)保效益顯著
水源熱泵機(jī)組供熱時(shí)省去了燃煤、燃?xì)狻⑷挥偷儒仩t房系統(tǒng)，無燃燒過程，避免了排煙、排污等污染；供冷時(shí)省去了冷卻水塔，避免了冷卻塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以，水源熱泵機(jī)組運(yùn)行無任何污染，無燃燒、無排煙，不產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣和煙塵，不會(huì)產(chǎn)生城市熱島效應(yīng)，對(duì)環(huán)境非常友好，是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品。
5、一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣
水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，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加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。特別是對(duì)于同時(shí)有供熱和供冷要求的建筑物，水源熱泵有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。不僅節(jié)省了大量能源，而且用一套設(shè)備可以同時(shí)滿足供熱和供冷的要求，減少了設(shè)備的初投資。其總投資額僅為傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的60%，并且安裝容易，安裝工作量比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)少，安裝工期短，更改安裝也容易。
水源熱泵可應(yīng)用于賓館、商場、辦公樓、學(xué)校等建筑，小型的水源熱泵更適合于別墅、住宅小區(qū)的采暖、供冷。
6、運(yùn)行穩(wěn)定可靠，維護(hù)方便
水體的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定，其波動(dòng)的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的變動(dòng)，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)的性和經(jīng)濟(jì)性；采用全電腦控制，自動(dòng)程度高。由于系統(tǒng)簡單、機(jī)組部件少，運(yùn)行穩(wěn)定，因此維護(hù)費(fèi)用低，使用壽命長。
7、符合國家政策，獲得政策性支持
國家十分重視可再生能源開發(fā)利用工作，《中華人民共和國可再生能源法》已于2006年1月1日起實(shí)施；同時(shí)，在《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中，又把大力發(fā)展和規(guī)?；瘧?yīng)用新能源和可再生能源作為能源領(lǐng)域的優(yōu)先發(fā)展主題。從國家立法和發(fā)展戰(zhàn)略的高度，對(duì)可再生能源的發(fā)展應(yīng)用予以強(qiáng)力推動(dòng)。
國家*、建設(shè)部已經(jīng)發(fā)文《關(guān)于推進(jìn)可再生能源在建筑中應(yīng)用的實(shí)施意見》以及《可再生能源建筑應(yīng)用專項(xiàng)資金管理暫行辦法》，明確指出“十一五”期間，可再生能源應(yīng)用面積占新建建筑面積比例為25%以上，到2020年，可再生能源應(yīng)用面積占新建建筑面積比例為50%以上，這為我國水源熱泵的發(fā)展提供了良好的環(huán)境和強(qiáng)勁的動(dòng)力。
分類
1、利用地下水形式
說明：就是通常所說的深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)。通過建造抽水井群將地下水抽出，通過二次換熱或直接送至水源熱泵機(jī)組，經(jīng)提取熱量或釋放熱量后，由回灌井群灌回地下。無論是深井水，還是地下熱水都是熱泵的良好的低位熱源。地下水位于較深的地方，由于地層的隔熱作用，其溫度隨季節(jié)氣溫的波動(dòng)很小，特別是深井水的水溫常年基本不變，對(duì)熱泵的運(yùn)行十分有利。通常系統(tǒng)包括帶潛水泵的取水井和回灌井。

2、利用地表水形式
說明：由浸泡在水面以下的、多重并聯(lián)的塑料管組成的整體，做為地下水熱交換器，它們被連接到建筑物中，并且在北方地區(qū)需要進(jìn)行防凍處理。利用包括江水、河水、湖水、水庫水以及海水作為熱泵冷熱源。

3、垂直地埋管形式
說明：以Ｕ形管狀垂直安裝在豎井之中。通過中間介質(zhì)（通常為水或者是加入防凍劑的水）作為熱載體，使中間介質(zhì)在土壤耦合地?zé)峤粨Q器的封閉環(huán)路中循環(huán)流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)與大地土壤進(jìn)行熱交換的目的。

4、水平地埋管形式
說明：以Ｕ形管狀水平安裝在地表挖的溝渠之中。通過中間介質(zhì)（通常為水或者是加入防凍劑的水）作為熱載體，使中間介質(zhì)在土壤耦合地?zé)峤粨Q器的封閉環(huán)路中循環(huán)流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)與大地土壤進(jìn)行熱交換的目的。

海水水源熱泵　
機(jī)組簡介

蒸發(fā)器為滿液式結(jié)構(gòu)，冷凝器和蒸發(fā)器均采用特殊防腐材料制造， 其利用海水（或地下腐蝕性較強(qiáng)水質(zhì)）常年溫度保持在恒定范圍（7 ℃ -25 ℃）的特點(diǎn)，以 海水（或地下）為主要能源，電能為輔助能源，通過先進(jìn)的水源熱泵*空調(diào)系統(tǒng)，將大海中（地下）取之不盡，但不能直接利用的低位能開發(fā)利用，成為可利用的高位能（冬季從海水/地下 吸收熱量，夏季向海水/地下中放出熱量，再由水源熱泵*空調(diào)系統(tǒng)向建筑物供冷供熱），可同時(shí)滿足冬季供暖、夏季制冷以及生活用水的需要。該系統(tǒng)和常規(guī)的供熱空調(diào)系統(tǒng)相比大約節(jié)能50% ，是一種利用可再生能源的、節(jié)能、健康、環(huán)保的既可供暖又可制冷的新型空調(diào)系統(tǒng)。（注：上述地下水指不能被用做生活用，不能飲用的帶有一定腐蝕性的地下水源，比如山東北部地區(qū)以及各沿海部分地區(qū)的地下水源都如此，此地區(qū)若采用打井方式安裝水源熱泵，也必須采用海水式機(jī)組。）
兩器說明

海水機(jī)組不但要具備*的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而且更好具備換熱器經(jīng)久耐用的特性，除機(jī)房以外的一系列防護(hù)措施外，機(jī)組內(nèi)部的冷凝器和蒸發(fā)器是海水機(jī)組的重要組成部分。兩器的耐腐蝕性和良好的換熱性，決定著整套系統(tǒng)的穩(wěn)定和機(jī)組的使用壽命。

1、海水冷凝器

采用橫置殼管式冷凝器，熱交換管為外螺紋合金管，冷凝器兩端蓋為可拆式，可拆下端蓋清洗銅管，冷凝器筒身上裝有安全閥，保證制冷系統(tǒng)安全工作。

 2、滿液式海水蒸發(fā)器

滿液式蒸發(fā)器，熱交換管采用外螺紋合金管，提高機(jī)組的換熱面積，兩端蓋為可拆式，可拆下端蓋清洗銅管，蒸發(fā)器外表貼附進(jìn)口保溫材料，避免冷量損失。

水源熱泵*空調(diào)水系統(tǒng)中存在的問題

1.由于水源熱泵機(jī)組采用地下水來作為外循環(huán)水，地下水含有一定量的泥沙和懸浮物，使其在進(jìn)入設(shè)備時(shí)會(huì)對(duì)機(jī)組、管、閥造成一定的損傷，含沙量高和渾濁度高的地下水，若在使用過程中未處理，則回灌時(shí)會(huì)造成含水層堵塞，使回水量逐漸降低。

2.地下水還含有不同的離子、分子、化合物和氣體，是地下水具有酸堿度、硬度和腐蝕性等化學(xué)性質(zhì)，會(huì)對(duì)機(jī)組材質(zhì)造成一定的影響，特別是在冬季制熱情況下，水溫常常在50℃以上，水中的鈣、鎂離子容易析出結(jié)垢，影響換熱結(jié)果

地源熱泵*空調(diào)之水處理方案

如果水源的水質(zhì)不適于地源熱泵使用時(shí)，可以采取相應(yīng)的技術(shù)措施進(jìn)行水質(zhì)處理，使其符合機(jī)組要求。在水源系統(tǒng)中經(jīng)常使用的水處理技術(shù)有以下幾種：

1.當(dāng)水源水中含啥量較高時(shí)，可在水源水管路系統(tǒng)中加裝旋流除砂器降低水中含砂量，避免機(jī)組和管閥遭受磨損和堵塞

2.有些水源渾濁度較大，當(dāng)水質(zhì)處理不當(dāng)，回灌時(shí)會(huì)造成含水層堵塞，回灌水量逐漸降低，影響供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和壽命。可以安裝“全程處理器”解決系統(tǒng)中的水質(zhì)問題。

地源空調(diào)系統(tǒng)的社會(huì)效益

我國大部分地區(qū)冬冷夏熱，夏天大量地使用風(fēng)冷空調(diào)，造成某些大城市供電緊張，形成電荒，為了確保不會(huì)造成斷電等問題出現(xiàn)，有些城市夏天限制用電量。另外，因?yàn)椴糠值貐^(qū)沒有暖氣供應(yīng)，冬天使用電爐取暖，造成電力供應(yīng)緊張。因此，冬天供暖價(jià)格的上調(diào)使供暖的運(yùn)行費(fèi)用有所提高，再加上供暖造成的污染嚴(yán)重，讓我們不得不思考采用一些節(jié)能環(huán)保的產(chǎn)品。

地源熱泵機(jī)組制冷、供暖所需能量3/4左右來自地下，另外1/4左右來自電力輸入，從而減少一次性的礦物能源消耗；不向室外排冷、熱風(fēng)，減少城市熱島效應(yīng)。對(duì)環(huán)境非常友好。

地源熱泵空調(diào)是一種使用可再生能源的節(jié)能、環(huán)保型的工程系統(tǒng)。冬季向建筑物供熱，夏季又可供冷?？蓮V泛應(yīng)用于各類建筑中，如商業(yè)樓宇、公共建筑、住宅公寓、學(xué)校、醫(yī)院等。隨著21現(xiàn)在，我國對(duì)建筑節(jié)能的要求越來越高。減少我國冬季采暖和夏季供冷所造成的大氣污染，降低供暖空調(diào)系統(tǒng)的能耗、節(jié)約能源是每個(gè)公民應(yīng)盡的義務(wù)。特別是近幾年來，大中城市為改善大氣環(huán)境，大力推廣使用包括可再生能源的清潔能源。隨著人們生活水平的提高，建筑物不僅要滿足冬季采暖的要求，而且需要夏季空調(diào)降溫，地源熱泵技術(shù)提供了這一問題的有效解決方案。

地源熱泵豎直地埋管換熱器的熱平衡問題及解決方案

地源熱泵是以大地為熱源對(duì)建筑進(jìn)行供熱或制 冷的技術(shù)。作為一項(xiàng)可持續(xù)發(fā)展的建筑節(jié)能技術(shù)正在 逐步走向成熟，它有著空氣源熱泵不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，地埋管地源熱泵系統(tǒng)只會(huì)引起土壤溫度的變化，而不 會(huì)引起地下水位下降和地面的沉降，也不存在地下水 污染和回灌不*等問題。是一種對(duì)環(huán)境比較安全的 取、放熱方式。 地源熱泵系統(tǒng)中的地埋管換熱器分為水平地埋管換熱器和豎直地埋管換熱器，水平地埋管換熱器通 常距離地面 1～2 m，由于埋深較淺，可以和地面進(jìn)行 充分的熱交換，因此，不存在地下土壤的熱平衡問題。 豎直埋管換熱器通常埋深在 30～100 m 之間，其熱交 換對(duì)象是深層土壤，而深層土壤又不可能與地表環(huán)境 進(jìn)行充分的熱交換，就容易使得土壤出現(xiàn)取、放熱的 不平衡。

1 、地下土壤熱失衡的原因

冬季通過熱泵提取地下的低位熱能給建筑物供 暖，同時(shí)，地下埋管周圍的溫度降低；夏季通過熱泵把 建筑物中的熱量傳輸給大地，對(duì)建筑物降溫，同時(shí)，地 下埋管周圍的溫度升高。顯然，這種溫度的升高或降 低，對(duì)當(dāng)年采暖(或空調(diào))季的地埋管換熱器的傳熱性 能有一定影響。如果在 1 年中冬季從地埋管換熱器中 抽取的熱量與夏季向地埋管換熱器輸入的熱量平衡， 則地埋管換熱器在數(shù)年的長時(shí)間運(yùn)行后，地下的年平 均溫度沒有變化，對(duì)地埋管換熱器的性能沒有影響。 在夏熱冬冷地區(qū)，供冷和供暖的天數(shù)相差無幾， 冷熱負(fù)荷基本相等，因此，垂直地埋管地源熱泵的使用區(qū)域是夏熱冬冷和冬夏冷熱負(fù)荷相當(dāng)?shù)牡貐^(qū)。 在寒冷地區(qū)由于其冬季熱負(fù)荷大于夏季冷負(fù)荷，造成 熱泵從地下土壤的吸熱量大于夏季向土壤的排熱量， 致使土壤溫度逐漸降低、設(shè)備耗功率上升、供熱性能 系數(shù) COP 降低，一般情況下，土壤溫度降低 1 ℃，會(huì) 使制取同樣熱量的能耗增加 3%～4%。同理，對(duì)于南 方地區(qū)，由于夏季空調(diào)冷負(fù)荷大于冬季熱負(fù)荷，可能 造成地下土壤的溫度升高 ，進(jìn)而致使機(jī)組的冷凝溫 度提高、制冷量減少、設(shè)備耗功率上升。因此，維持垂 直埋管地源熱泵地下?lián)Q熱系統(tǒng)的吸、放熱平衡是熱泵 系統(tǒng)正常、運(yùn)行的可靠保證。