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水源热泵系统

个旧大型水源热泵，水源热泵系统主要由水源热泵装置、循环水泵、冷却塔及辅助热源几大部分组成。系统有节省能源、施工方便、节省空间、适用范围、运行可靠、便于管理、耗电大等特点。此外，水源热泵系统的控制比起*空调系统而言简单得多，其机组本身带有比较完善的自控系统及相关设备。

原理

个旧大型水源热泵在制冷状态下，水源源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，使其进行汽-液转化的循环。通过蒸发器内冷媒的蒸发将由风机盘管循环所携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环同时再通过冷凝器内冷媒的冷凝，由水路循环将冷媒所携带的热量吸收，zui终由水路循环转移至地水、地下水。在室内热量不断转移至地下的过程中，通过风机盘管，以13℃以下的冷风的形式为房间供冷。在供暖状态下，压缩机对冷媒做功，并通过换向阀将冷媒流动方向换向。由地下的水路循环吸收地表水、地下水的热量，通过冷凝器内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过蒸发器内冷媒的冷凝，由风机盘管循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中，向室内供暖。

性能

节能*、机组性能系数高、维修费用低蓄能方式特性实现了冬、夏能量的互补性，提高了热泵的性能系数，达到明显节能的效果;同时，也消除了常规热泵系统带来的 " 冷、热污染 "。利用地下水或土壤作为冷热源，既没有燃烧、排烟，也没有空气源热泵的噪声和热污染，同时，也不需要堆放燃料和废弃物的场所，是一种绿色空调装置。既可供暖，亦可降温，同时还能提供生活用热水，一机多用、用途广泛、使用寿命长。

一、系统简介

水源热泵系统主要由水源热泵装置、循环水泵、冷却塔及辅助热源几大部分组成。制冷时，一般要求供水温度不超过32℃－33℃；供热时，一般要求供水温度不低于15℃－16℃。

二、系统特点

水源热泵系统在形式上与*空调系统相似，因此，以下主要是以*空调系统的特点相比较为基准。

1　节省能源：主要是内外区较明显时，内区需供冷，而外区供热，其二管制就可实现。

2　施工方便、节省空间：其循环水管只有二根冷却水，且循环水的温度在15℃～38℃之间，属于常温水，不会导致管道表面冷凝而结露，因此，不需保温，既节约了投资，也减少了施工的工作量，同时又节省了空间。同时，少了冷水机组、冷冻水泵等，节省了机房面积。

3　运行可靠、便于管理：对于住户较多的商铺及办公楼等，只需记录水源热泵设备的用电量，就可较准确地确定收费情况，只有极少量的循环水泵、冷却塔的用电量需平摊。且某台设备故障需要检修时，不会影响其他装置的正常工作，每台设备可独立控制，互不影响。

4　合理投资：除了在施工安装、运行管理和节省空间等方面带来的投资下降，还可在投资资金有*，进行分步建设及安装。

　5　不足之处：全年电耗较大(如果冬季运行压缩机)，同时水源热泵系统的电气安装容量总体上高于*空调系统，在电力增容费上增加一定的费用。

三、系统设计

水源热泵系统夏季冷量的计算方法与其他系统相同，根据冷量算出水量，再考虑设备的同时使用系数，即可求得循环水量，以此来选择冷却塔及循环水泵。在水路系统中，如果水质不好，对机组的使用寿命将会产生很大影响(因为在水源热泵系统中，末端冷凝器的清洁较为困难，且数目较多)，所以，一般要求循环水应做成密闭式系统，不直接与大气接触。由此有两种解决方案：(1)选用密闭式蒸发冷却塔；(2)选用开式冷却塔，通过板式换热器将冷却水与循环水分开，以保证循环水质。选用闭式冷却塔造价较高；选用开式冷却塔时，其进水温度一般为37℃，出水温度一般为32℃，再经过板式换热器后，循环水的供水温度将达到34℃～35℃左右，而水源热泵机组的进水温度一般要求为30℃～32℃，因此，水源热泵机组的性能将受到影响，由此带来的问题，有两种解决方案：(1)要求冷却塔的出水温度为30℃，由于一些地区的湿球温度较高，这一办法不是所有地区都能实现；(2)按进水温度34℃～35℃来选择水源热泵机组，实际上相当于增大了机组型号或增大了电量。

四、系统控制

水源热泵系统的控制比起*空调系统而言简单得多，其机组本身带有比较完善的自控系统及相关设备。因此，只需对冷却塔、水泵等设备的启停及循环水温控制。在夏季，可利用循环水供水温度直接控制闭式冷却塔的运行台数，如果是开式冷却塔，则应同时控制冷却水泵及冷却塔的运行台数。当然，也可以在冷却水供回水总管上设电动旁通阀，通过控制旁通阀开度达到控制循环水供水温度的目的，但这要求冷却水采用变水量方式，需要一系列的配套手段(如压差控制等)或直接对水泵作变速控制。另一种节能的方式是由循环水供水温度直接控制冷却塔风机转速。

五、系统适用范围

水源热泵系统适用于出租的办公楼、公寓或商业建筑等。其优点为(1)计费方便，以每户独立电表计费；(2)系统投资可分步到位，有利于开发商缩短投资回收年限；(3)各用户可根据需要就地进行独立控制。

水源热泵原理

地下水是一个巨大的天然资源，其热惰性*，全年的温度波动很小，一般说来，埋藏于地表20M以下的浅表层地下水可常年维持在该地区年平均温度左右，是理想的天然冷热源。水源热泵系统正是利用地下水的特性而工作的一种新型节能空调。在水源热泵的水井系统中，水源热泵一般成井深度为50米到300米，因为此部分地下水主要由地表水补给，且不适宜饮用，故用于水源热泵*空调是选择水源*空调系统的是由末端（室内空气处理末端等）系统，水源*空调主机（又称为水源热泵）系统和水源水系统三部分组成。为用户供热时，水源*空调系统从水源中中提取低品位热能，通过电能驱动的水源*空调主机（热泵）“泵”送到高温热源，以满足用户供热需求。 为用户供冷时，水源*空调将用户室内的余热通过水源*空调主机（制冷）转移到水源中，以满足用户制冷需求。

系统原理图：制热工况为例（制冷工况可通过阀门切换来实现，即使水源水进冷凝器，蒸发器的冷冻循环水接用户系统），系统原理见下图：

分类： 水源热泵根据对水源的利用方式的不同，可以分为闭式系统和开式系统两种。

闭式系统是指在水侧为一组闭式循环的换热套管，该组套管一般水平或垂直埋于地下或湖水海水中，通过与土壤或海水换热来实现能量转移。

开式系统也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。通过建造抽水井群将地下水抽出，通过二次换热或直接送至水源热泵机组，经提取热量或释放热量后，由回灌井群回地下。

水源热泵原理图：

深井回灌开式环路

地下水平式封闭环路

水源热泵优点

高效节能

水源热泵是目前空调系统中能效比(COP值)zui高的制冷、制热方式，理论计算可达到7，实际运行为4~6。

水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12~22℃，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体温度为18~35℃，水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，从而提高机组运行效率。水源热泵消耗1kW.h的电量，用户可以得到4.3~5.0kW.h的热量或5.4~6.2kW.h的冷量。与空气源热泵相比，其运行效率要高出20~60%，运行费用仅为普通*空调的40~60%。

属可再生能源利用技术

水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体，包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳辐射能量，比人类每年利用能量的500倍还多(地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量)，而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说，水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。

节水省地

以地表水为冷热源，向其放出热量或吸收热量，不消耗水资源，不会对其造成污染；省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施，机房面积大大小于常规空调系统，节省建筑空间，也有利于建筑的美观。

环保效益显著

水源热泵机组供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，无燃烧过程，避免了排烟、排污等污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以，水源热泵机组运行无任何污染，无燃烧、无排烟，不产生废渣、废水、废气和烟尘，不会产生城市热岛效应，对环境非常友好，是理想的绿色环保产品。

一机多用，应用范围广

水源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物，水源热泵有着明显的优点。不仅节省了大量能源，而且用一套设备可以同时满足供热和供冷的要求，减少了设备的初投资。其总投资额仅为传统空调系统的60%，并且安装容易，安装工作量比传统空调系统少，安装工期短，更改安装也容易。

水源热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，小型的水源热泵更适合于别墅、

运行稳定可靠，维护方便

水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动，水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性；采用全电脑控制，自动程度高。由于系统简单、机组部件少，运行稳定，因此维护费用低，使用寿命长。

符合国家政策，获得政策性支持

国家十分重视可再生能源开发利用工作，《中华人民共和国可再生能源法》已于2006年1月1日起实施；同时，在《国家中*科学和技术发展规划纲要》中，又把大力发展和规模化应用新能源和可再生能源作为能源领域的优先发展主题。从国家立法和发展战略的高度，对可再生能源的发展应用予以强力推动。

日前,国家*、建设部发文《关于推进可再生能源在建筑中应用的实施意见》以及《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》，明确指出"十一五"期间，可再生能源应用面积占新建建筑面积比例为25%以上，到2020年，可再生能源应用面积占新建建筑面积比例为50%以上，这为我国水源热泵的发展提供了良好的环境和强劲的动力。