設備生產的地源熱泵空調系統從嚴寒地區至熱帶地區均適用，可為辦公樓、賓館、醫院、飯店、商店、超市、幼兒園、別墅、居民小區等各類建筑物提供冷暖兩用空調系統，并可同時提供生活熱水。地源熱泵空調系統的供暖和制冷費用只相當于普通空調系統供暖和制冷費用的30-70%。本項目所研究的技術成果在技術上已成熟，作為替代傳統供熱和供冷模式，具有很大的發展潛力。

水源熱泵技術介紹及工作原理

水源熱泵技術是利用地球表面淺層水源中吸收的太陽能和地熱能而形成的低溫低位熱能資源，并采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實現低位熱能向高位熱能轉移的一種技術。

地球表面淺層水源（地下水、河流、湖泊、海洋等）中吸收了太陽進入地球的相當的輻射能量，并且水源的溫度一般都十分穩定。水源熱泵*空調系統是由末端系統，水源熱泵*空調主機系統和水源熱泵水系統三部分組成。冬季為用戶供熱時，水源熱泵*空調系統從水源中提取低品位熱能，通過電能驅動的水源熱泵*空調主機（熱泵）“泵”送到高溫熱源，以空氣或水作為載冷劑提升溫度后送到建筑物中滿足用戶供熱需求。夏季為用戶供冷時，水源熱泵*空調系統將用戶室內的余熱通過水源*空調主機（制冷）轉移到水源水中，由于水源溫度低，所以可以地帶走熱量，以滿足用戶制冷需求。通常水源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量。

水源熱泵的特點及優勢

屬于可再生能源利用技術

水源熱泵是利用了地球水體所儲藏的太陽能資源作為冷熱源，進行能量轉換的供暖空調系統。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），而且是一個巨大的動態能量平衡系統，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發散的相對的均衡。這使得利用儲存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為可能。所以說水源熱泵是一種清潔的可再生能源的技術。

節能

水源熱泵機組可利用的水體溫度冬季為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。而夏季水體為18-35℃，水體溫度比環境空氣溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，使得冷卻效果好于風冷式和冷卻塔式，機組效率提高。

運行穩定可靠

水體的溫度一年四季相對穩定，其波動的范圍遠遠小于空氣的變動。是很好的熱泵熱源和空調冷源，水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩定，也保證了系統的性和經濟性。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點問題。

環境效益顯著

水源熱泵的使用電能，電能本身為一種清潔的能源，但在發電時，消耗一次能源并導致污染物和二氧化碳溫室氣體的排放。所以節能的設備本身的污染就小。設計良好的水源熱泵機組的電力消耗，與空氣源熱泵相比，相當于減少30％以上，與電供暖相比，相當于減少70％以上。水源熱泵機組的運行沒有任何污染，可以建造在居民區內，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠距離輸送熱量。

一機多用，應用范圍廣

水源熱泵系統可供暖、空調，還可供生活熱水，一機多用，一套系統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統。特別是對于同時有供熱和供冷要求的建筑物，水源熱泵有著明顯的優點。不僅節省了大量能源，而且用一套設備可以同時滿足供熱和供冷的要求，減少了設備的初投資。水源熱泵可應用于賓館、商場、辦公樓、學校等建筑，小型的水源熱泵更適合于別墅住宅的采暖、空調。

自動運行

水源熱泵機組由于工況穩定，所以可以設計簡單的系統，部件較少，機組運行簡單可靠，維護費用低；自動控制程度高，使用壽命長可達到15年以上。

水源熱泵在各國的發展應用

美國計劃到2001年達到每年安裝40萬臺地源熱泵的目標，其中，水源熱泵占15%，屆時將降低溫室氣體排放1百萬噸，相當于減少50萬輛汽車的污染物排放或種植樹1百萬英畝，年節約能源費用達4.2億美元，此后，每年節約能源費用再增加1.7億美元。

美國的水源熱泵的研究和應用更偏重用于住宅和商業小型系統（20RT以下），多采用水-空氣系統，如大家熟知的TRANE 等推出的產品。在大型建筑方面，美國推行WLHP系統，即水環熱泵系統。

與美國的地源熱泵發展有所不同，中、北歐如瑞典、瑞士、奧地利、德國等國家主要利用淺層地熱資源，地下土壤埋盤管（埋深<400米深）的地源熱泵，用于室內地板輻射供暖及提供生活熱水。據1999年的統計，為家用的供熱裝置中，地源熱泵所占比例，瑞士為96％，奧地利為38％，丹麥為27％。 同時，中、北歐海水源熱泵的研究和應用也比較多。

中國zui早在50年代，就曾在上海、天津等地嘗試夏取冬灌的方式抽取地下水制冷，天津大學熱能研究所呂燦仁教授就開展了我國熱泵的zui早研究，1965年研制成功國內*臺水冷式熱泵空調機。目前，國內的清華大學、天津大學、重慶建筑大學、天津商學院、*廣州能源研究所等多家大學和研究機構都在對水源熱泵進行研究。

目前，世界特別看好中國的市場。美國能源部和中國*于1997年11月簽署了中美能源效率及可再生能源合作議定書，其中主要內容之一是“地源熱泵”，該項目擬在中國的北京、杭州和廣州3個城市各建一座采用地源熱泵供暖空調的商業建筑，以推廣運用這種“綠色技術”，緩解中國對煤炭和石油的依賴程度，從而達到能源資源多元化的目的。據稱“華亭嘉園”即是此項目的應用。2000年6月１９至２３日在北京由國家*高新技術開發與產業化司召開了中美地熱泵技術交流會，會議的主題就是“提供運用地源熱泵技術為住宅小區或公用樓宇采暖制冷，大幅降低運行費用的節能解決方案”的主題。

熱泵技術的特點

與傳統的鍋爐（電、燃料）供熱系統相比，水源熱泵具有明顯的優勢。鍋爐供熱只能將90％～95％的電能或55～80%的燃料內能轉化為熱量，因此水源熱泵要比電鍋爐加熱節省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節省二分之一以上的能量。概括來講，主要有以下特點：

1）屬可再生能源利用技術。熱泵機組是利用了地球水體所儲藏的能源作為冷熱源，進行能量轉換的供暖、空調系統，其中可以利用的水體包括地下水、地表水、工藝循環冷卻水、礦井排水等。地表土壤和水體不僅是一個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），而且是一個巨大的動態能量平衡系統，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發散的相對均衡。這使得利用儲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。

由于水源熱泵的熱源溫度全年較為穩定，一般為8～30℃，其制冷、制熱系數可達3.8～4.4。因此，近十幾年來，尤其是近五年來，水源熱泵空調系統在北美如美國、加拿大及中、北歐如瑞士、瑞典等國家取得了較快的發展，中國的水源熱泵市場也日趨活躍，可以預計，該項技術將會成為本世紀zui有效的供熱和供冷空調技術。

2）節能。水源熱泵機組可利用的水體溫度冬季為8～30℃，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。據美國環保署EPA估計，設計安裝良好的水源熱泵，平均來說可以節約用戶30～40％的運行費用。熱泵系統之所以節能，很重要的一點就是它所提供的熱量中大部分是從低溫側無償獲得，如果熱泵的制熱系數為4，相當于有3份能量從低溫側無償獲得，而只消耗了1份電能。對于水源熱泵機組來講，換熱過程是和地下水、地表水、循環水等水體來完成的，一般在10～22℃左右，基本不受外界環境的影響。

3）運行穩定可靠。水體的溫度一年四季相對穩定，是很好的熱泵熱源，水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩定，也保證了系統的性和經濟性。

與燃氣和燃油鍋爐系統相比，省去了儲油設備和燃氣管道的敷設，若是燃煤鍋爐系統則可以省去鍋爐房及與之配套的煤場和渣場，大大減少了機房的占地面積，節約了土地資源，產生附加經濟效益，提高了建筑物的使用率。

4）環境效益顯著。水源熱泵使用電能，電能本身為一種清潔的能源。設計良好的水源熱泵機組的電力消耗，與電供暖相比，相當于減少70％以上。水源熱泵技術采用的制冷劑，可以是R22或R134A、R407C和R410A等替代共質，水源熱泵機組的運行沒有任何污染，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠距離輸送熱量。

熱泵系統在冬季供熱時省去了鍋爐房系統，沒有燃燒過程，無燃燒設備，避免了有害煙塵和有害物質的排放，從而不存在爆炸、燃燒的隱患。熱泵機組運行安全、可靠、穩定，幾乎不受天氣及環境溫度變化的影響，符合環保理念。

5）一機多用，應用范圍廣。水源熱泵系統可供暖、空調，還可供生活熱水，一機多用，一套系統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統。特別是對于同時有供熱和供冷的需求，水源熱泵有著明顯的優點。不僅節省了大量能源，而且用一套設備可以同時滿足供熱和供冷的要求，減少了設備的初投資。   

6）自動運行。水源熱泵機組由于工況穩定，所以可以設計簡單的系統，部件較少，機組運行簡單可靠，維護費用低；自動控制程度高，使用壽命長可達到20年以上。

實施水源熱泵技術的意義

如果系統采用傳統的燃煤、燃氣鍋爐供熱，則設備的效率低下、耗能較高；造成的后果是：運行費用較高，對環境的污染嚴重。而水源熱泵技術通過回收低品位熱能，在降低對環境污染的同時，還大大減少了運行費用，同時根據國家相關政策，如果實施了該項技術，還可申請較為可觀的政策性補貼。

根據水源條件和供熱方式可知，若能采用水源熱泵這種可再生能源系統，將會從根本上改變傳統的供熱方式，節約大量的常規能源，減排大量的CO2和其他有害物質，為建設環境友好型、資源節約型社會探索出新的出路。本項目的實施，將會對今后水源熱泵應用起到示范、促進和推動作用，特別是對周邊地區應用可再生能源提供有益借鑒。