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水源熱泵的概念
水源熱泵是利用地球水所儲藏的太陽能資源作為冷、熱源，進行轉換的空調技術。
水源熱泵可分為地源熱泵和水環熱泵。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慣上被稱為水環熱泵。

水源熱泵的原理
地球表面淺層水源（一般在1000 米以內），如地下水、地表的河流、湖泊和海洋，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。水源熱泵技術的工作原理就是：通過輸入少量高品位能源（如電能），實現低溫位熱能向高溫位轉移。水體分別作為冬季熱泵供暖的熱源和夏季空調的冷源，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，以達到夏季給建筑物室內制冷的目的；而冬季，則是通過水源熱泵機組，從水源中“提取”熱能，送到建筑物中采暖。

適用項目

1、新建傳統水冷空調機房系統；

2、新建地源熱泵機房系統；

3、水冷空調機房系統節能改造；

4、地源熱泵機房系統節能改造；

5、主機廠家集控系統配套；

6、空調系統合同能源管理項目

水源熱泵的優點
水源熱泵與常規空調技術相比，有以下優點：
1、節能
水源熱泵是目前空調系統中能效比（COP值）zui高的制冷、制熱方式，理論計算可達到7，實際運行為4～6。
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。而夏季水體溫度為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，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。與空氣源熱泵相比，其運行效率要高出20～60％，運行費用僅為普通*空調的40～60％。
2、屬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，水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術。
3、節水省地
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，不會對其造成污染；省去了鍋爐房及附屬煤場、儲油房、冷卻塔等設施，機房面積大大小于常規空調系統，節省建筑空間，也有利于建筑的美觀。
4、環保效益顯著
水源熱泵機組供熱時省去了燃煤、燃氣、然油等鍋爐房系統，無燃燒過程，避免了排煙、排污等污染；供冷時省去了冷卻水塔，避免了冷卻塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以，水源熱泵機組運行無任何污染，無燃燒、無排煙，不產生廢渣、廢水、廢氣和煙塵，不會產生城市熱島效應，對環境非常友好，是理想的綠色環保產品。
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。其總投資額僅為傳統空調系統的60%，并且安裝容易，安裝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、住宅小區的采暖、供冷。
6、運行穩定可靠，維護方便
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，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；采用全電腦控制，自動程度高。由于系統簡單、機組部件少，運行穩定，因此維護費用低，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日起實施；同時，在《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》中，又把大力發展和規模化應用新能源和可再生能源作為能源領域的優先發展主題。從國家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。
國家*、建設部已經發文《關于推進可再生能源在建筑中應用的實施意見》以及《可再生能源建筑應用專項資金管理暫行辦法》，明確指出“十一五”期間，可再生能源應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展提供了良好的環境和強勁的動力。
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。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組，經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，其溫度隨季節氣溫的波動很小，特別是深井水的水溫常年基本不變，對熱泵的運行十分有利。通常系統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，并且在北方地區需要進行防凍處理。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（通常為水或者是加入防凍劑的水）作為熱載體，使中間介質在土壤耦合地熱交換器的封閉環路中循環流動，從而實現與大地土壤進行熱交換的目的。

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（通常為水或者是加入防凍劑的水）作為熱載體，使中間介質在土壤耦合地熱交換器的封閉環路中循環流動，從而實現與大地土壤進行熱交換的目的。

海水水源熱泵　
機組簡介

蒸發器為滿液式結構，冷凝器和蒸發器均采用特殊防腐材料制造， 其利用海水（或地下腐蝕性較強水質）常年溫度保持在恒定范圍（7 ℃ -25 ℃）的特點，以 海水（或地下）為主要能源，電能為輔助能源，通過先進的水源熱泵*空調系統，將大海中（地下）取之不盡，但不能直接利用的低位能開發利用，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*空調系統向建筑物供冷供熱），可同時滿足冬季供暖、夏季制冷以及生活用水的需要。該系統和常規的供熱空調系統相比大約節能50% ，是一種利用可再生能源的、節能、健康、環保的既可供暖又可制冷的新型空調系統。（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，比如山東北部地區以及各沿海部分地區的地下水源都如此，此地區若采用打井方式安裝水源熱泵，也必須采用海水式機組。）
兩器說明

海水機組不但要具備*的系統設計，而且更好具備換熱器經久耐用的特性，除機房以外的一系列防護措施外，機組內部的冷凝器和蒸發器是海水機組的重要組成部分。兩器的耐腐蝕性和良好的換熱性，決定著整套系統的穩定和機組的使用壽命。

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，保證制冷系統安全工作。

 2、滿液式海水蒸發器

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

水源熱泵*空調水系統中存在的問題

1.由于水源熱泵機組采用地下水來作為外循環水，地下水含有一定量的泥沙和懸浮物，使其在進入設備時會對機組、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，則回灌時會造成含水層堵塞，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性質，會對機組材質造成一定的影響，特別是在冬季制熱情況下，水溫常常在50℃以上，水中的鈣、鎂離子容易析出結垢，影響換熱結果

地源熱泵*空調之水處理方案

如果水源的水質不適于地源熱泵使用時，可以采取相應的技術措施進行水質處理，使其符合機組要求。在水源系統中經常使用的水處理技術有以下幾種：

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

2.有些水源渾濁度較大，當水質處理不當，回灌時會造成含水層堵塞，回灌水量逐漸降低，影響供水系統的穩定性和壽命。可以安裝“全程處理器”解決系統中的水質問題。

地源空調系統的社會效益

我國大部分地區冬冷夏熱，夏天大量地使用風冷空調，造成某些大城市供電緊張，形成電荒，為了確保不會造成斷電等問題出現，有些城市夏天限制用電量。另外，因為部分地區沒有暖氣供應，冬天使用電爐取暖，造成電力供應緊張。因此，冬天供暖價格的上調使供暖的運行費用有所提高，再加上供暖造成的污染嚴重，讓我們不得不思考采用一些節能環保的產品。

地源熱泵機組制冷、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，減少城市熱島效應。對環境非常友好。

地源熱泵空調是一種使用可再生能源的節能、環保型的工程系統。冬季向建筑物供熱，夏季又可供冷。可廣泛應用于各類建筑中，如商業樓宇、公共建筑、住宅公寓、學校、醫院等。隨著21現在，我國對建筑節能的要求越來越高。減少我國冬季采暖和夏季供冷所造成的大氣污染，降低供暖空調系統的能耗、節約能源是每個公民應盡的義務。特別是近幾年來，大中城市為改善大氣環境，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，而且需要夏季空調降溫，地源熱泵技術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建筑進行供熱或制 冷的技術。作為一項可持續發展的建筑節能技術正在 逐步走向成熟，它有著空氣源熱泵不可比擬的優點，地埋管地源熱泵系統只會引起土壤溫度的變化，而不 會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。是一種對環境比較安全的 取、放熱方式。 地源熱泵系統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 換對象是深層土壤，而深層土壤又不可能與地表環境 進行充分的熱交換，就容易使得土壤出現取、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，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，對建筑物降溫，同時，地 下埋管周圍的溫度升高。顯然，這種溫度的升高或降 低，對當年采暖(或空調)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年的長時間運行后，地下的年平 均溫度沒有變化，對地埋管換熱器的性能沒有影響。 在夏熱冬冷地區，供冷和供暖的天數相差無幾， 冷熱負荷基本相等，因此，垂直地埋管地源熱泵的使用區域是夏熱冬冷和冬夏冷熱負荷相當的地區。 在寒冷地區由于其冬季熱負荷大于夏季冷負荷，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、設備耗功率上升、供熱性能 系數 COP 降低，一般情況下，土壤溫度降低 1 ℃，會 使制取同樣熱量的能耗增加 3%～4%。同理，對于南 方地區，由于夏季空調冷負荷大于冬季熱負荷，可能 造成地下土壤的溫度升高 ，進而致使機組的冷凝溫 度提高、制冷量減少、設備耗功率上升。因此，維持垂 直埋管地源熱泵地下換熱系統的吸、放熱平衡是熱泵 系統正常、運行的可靠保證。