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概述

是利用地球表面淺層水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太陽能和地熱能而形成的低溫低位熱能資源，通過水源熱泵，實現低位熱能向高位熱能轉移的一種技術。水源熱泵機組的適用范圍，大型熱水工程、*空調、冬天采曖。

 1、適用于學校和企事業單位、工廠、賓館、別墅、發廊、沐浴、足療等場所作生活用熱水。

2、適用于室內泳池的池水加溫及池區、溫室大棚、醫院等采暖作熱水熱源。

3、適用于辦公樓、體育場館，可替代鍋爐和空調供暖、制冷，產出以1噸到幾百噸熱水。

4、適用于工廠及農場的生產、養殖過程中作熱水熱源。

提供熱水同時還可以免費獲取冷氣，可實現全年供熱供冷氣。

水源熱泵機組目前主要應用在北方冬季寒冷的地區，而在廣闊的南方很少見到身影。主要原因：南方主要以空氣源熱泵為主，冬天對空調制熱的依賴不如北方明顯，主要用來洗澡，所以空氣源熱泵基本能滿足需要，并且工程相對簡單，造價成本要低。

水源熱泵機組是利用地球表面淺層水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太陽能和地熱能而形成的低溫低位熱能資源，通過水源熱泵，實現低位熱能向高位熱能轉移的一種技術。

機組選擇

選擇機組的型號和臺數時，對周邊區的房間來說，室內水/空氣熱泵機組應同時能滿足冬、夏季設計工況下的要求。一般情況下，根據夏季冷負荷進行機組選型，根據冬季熱負荷進行機組校核，寒冷地區更應特別強調機組的制熱性能。對內區房間來說，水/空氣熱泵機組僅按夏季設計工況選取。需注意的一點，冬季按制冷方式運行的機組，其制冷量是冬季工況下的制冷量，即若制熱機組進水溫度15℃，出水溫度10℃，則制冷機組進水溫度15℃，出水溫度21℃。

水環熱泵空調系統的缺點

水環熱泵空調系統的發展主要面臨來自兩個方面的問題：其一是從系統這個方面來看，國內的一些建筑物內余熱小或無預熱，尚需補充加熱設備，致使其不能充分發揮原有的一些優點；其二是從設備這個方面來看，水環熱泵空調系統中采用的小型水/空氣熱泵機組所存在的一些固有問題也限制了其更廣泛的應用。目前，針對上述的兩個缺點，也出現了許多的解決辦法，以期推廣水環熱泵空調系統的應用。

小型水/空氣熱泵機組方面

水環熱泵空調系統一般采用的都是室內的，根據室內負荷的大小分別安裝在各個房間內。各房間內的用戶就可以根據室外溫度的變化和各自不同的要求，在一年內的任何時間隨意進間里的供暖或供冷的調節，而不會影響到其它房間的溫度。由于便于調節也不會出現房間過冷、過熱等情況，既避免了常規空調系統的能源浪費，又營造了良好的室內環境。同時，室內的小型水/空氣熱泵機組也便于分戶計量和分戶收費。

對于業主來說，如果采用常規空調系統，就必須一次購齊冷水機組及其它設備，往往會造成很大的資金壓力，而且冷水機組一般要在安裝一兩年后才能發揮效益；而水環熱泵空調系統中的小型水/空氣熱泵機組可以分期投資、分批建設，甚至可以在用戶入住前逐層安裝，其效益高、見效快。這一特點也使水環熱泵空調系統在舊樓翻新或系統改造中頗有市場，因為常規空調系統無法避免損壞原有的結構，且不易找到適合的冷凍機房，一般還需要全樓停業來進行改造工程，造成的經濟損失較大。

對于設計方來說，由于采用了室內的小型水/空氣熱泵機組，也就沒有了體積龐大的風管、冷水機組等，所以系統布置更加緊湊、簡潔和靈活，也不用再設置空調機房（或減少機房面積），也為業主增大了使用面積及有效空間。水環熱泵空調。對于施工方來說，由于小型水/空氣熱泵機組可以在工程里進行組裝，所以減少了工地的安裝工作量。

水環熱泵空調系統的原理

水環熱泵空調系統的基本工作原理是：在水/空氣熱泵機組制熱時，以水循環環路中的水為加熱源；機組制冷時，則以水為排熱源。當水環熱泵空調系統制熱運行的吸熱量小于制熱運行的放熱量時，循環環路中的水溫度升高，到一定程度時利用冷卻塔放出熱量；反之循環環路中的水溫度降低，到一定程度時通過輔助加熱設備吸收熱量。只有當水/空氣熱泵機組制熱運行的吸熱量和制冷運行的放熱量基本相等時，循環環路中的水才能維持在一定溫度范圍內，此時系統運行。

水環熱泵空調系統的優點

上世紀80年代初期在我國應用的一些水環熱泵空調系統顯示出了許多的優點：如回收建筑物余熱的*功能；不像傳統鍋爐那樣會對環境產生污染；省掉或減少常規空調系統的冷熱源設備和機房；便于分戶計量與記費；便于安裝、管理等。據有關文獻的預測分析，水環熱泵空調系統上一種很有前途的節能型空調系統[2]。下面，本文從組成系統的三個方面逐一分析水環熱泵空調系統的優點。

水循環環路方面

首先，按水環熱泵空調系統在建筑物中的用途，它屬于熱回收式熱泵系統。在室外空氣溫度較低的情況下，建筑物的周邊區需要額外的熱量來維持室內溫度的穩定舒適；與此同時，建筑物的內區則因為存在室內熱源（如照明、設備、人體等散熱），而需要降低室內的溫度。

水環熱泵空調系統通過同時連通建筑物周邊區和內區的水循環環路，可以將內區產生的余熱轉移到周邊區，在對內區供冷的同時對周邊區供熱，而不存在或者少量存在常規空調系統在同種情況下的冷熱量抵消所造成的能量浪費。因此，該系統的建筑物熱回收效果好，在充分利用余熱的同時節約了能源。當建筑物內部同時由供熱工況機組和供冷工況機組模式同時運行時，采用水環熱泵空調系統的運行費用zui多可降低至50％左右。

其次，與上類似，為了達到同時供冷供暖的效果，相對于常規空調系統必須采用造價昂貴的四管制風機盤管系統而言，水環熱泵空調系統的水循環環路仍然采用兩管制。如此，就不會存在或者減少常規的四管制的風機盤管系統對各個條件要求不同的房間空調時所出現的冷熱量抵消，避免了由此造成的能量的無謂消耗，更節省了管道系統的初投資費用。

再次，由于水循環環路中的水溫在常溫范圍內、與其環境溫度的溫差不大，所以常溫水所消耗的能量比常規空調系統小得多。同時，因為減少了輸配過程中的冷熱耗散等損失，環路的熱損失也比常規空調系統要小得多。總的來說，水環熱泵空調系統與常規空調系統相比，僅管道熱損失減少這一項，節能效率約為8％～15％[5]。而且，由于水循環環路管道可不設保溫和防潮隔濕，還能減少保溫層及其它的一些材料費用。

輔助設備方面

如果再在水環熱泵空調系統中加入蓄熱裝置等輔助設備，則更能提高系統的經濟性。因為蓄熱裝置可以實現內區制冷機組向水循環環路中釋放的冷凝熱與周邊區制熱機組從水循環環路中吸取的熱量在一天或者更長的時間周期內達到平衡，從而降低了冷卻塔和水加熱器的年耗能量。

建筑物內余熱不足

通過分析水環熱泵空調系統的運行特性我們可知，只有當建筑物內區有大量余熱且周邊區需要供熱，才能通過水環熱泵空調系統將建筑物內區的余熱轉移到需要熱量的周邊區，從而達到回收建筑物余熱、節約能源的目的。但是，我國的各類建筑物內部負荷不大，建筑物的內區面積又小，因而建筑物的余熱量也較小。在這種情況下，如果要采用水環熱泵空調系統，則勢必要增設鍋爐。然而，將鍋爐的高位熱能加熱水循環環路中的循環水使之成為與室溫相差無幾的低溫熱源，再由水/空氣熱泵機組消耗電能將其提升到高位熱量向室內供暖，這本身就是不經濟、不合理的。此外，如果采用的是燃煤鍋爐，還存在一個環境污染的問題。

解決建筑物內余熱不足這個問題的途徑，就是由建筑物的外部引進低溫熱源，以替代建筑物內的余熱量。太陽能、水（地表水、井水、河水等）、土壤、空氣均可作為水環熱泵空調系統的外部能源[6]。例如大連電力大廈（高層單元式建筑）利用熱電廠冷卻水作為水環熱泵空調系統的外部熱源，收到良好的節能效果[2]。此外，哈爾濱工業大學提出一種空氣/水熱泵與水/空氣熱泵耦合雙級熱泵供暖系統。該系統在寒冷地區，用空氣源熱泵冷熱水機組制備10℃～20℃低溫水，通過水環路送至室內各個水/空氣熱泵機組中，水/空氣熱泵再從水中汲取熱量，直接加熱室內空氣，達到供暖目的[7]。總而言之，可以通過廉價的輔助熱源來解決建筑物內余熱不足的問題，拓寬水環熱泵空調系統的應用范圍。