论文导读：水源热泵系统通常由水源部分、机房部分和末端三部分组成。这种温度特性使得水源热泵系统在供热时其制热系数比空气源热泵空调系统高。
关键词：水源热泵，空调系统，节能
0.引言
水源热泵技术是利用地球表面浅层水，如海水、江水、湖泊水、地表水及地下水中蕴含的地位能源作为热泵的低温侧热源，实现低位热能向高位热能转移的一种技术[1]。它把传统的制冷机组和风冷或锅炉热泵机组用水源热泵机组代替，以自然界的水作为热泵机组冷却水系统的冷却源，来调节室内温度。通常水源热泵制冷系数为5。水源热泵机组运行时不需要使用产生飘雾的冷却塔，供热时可代替低温热水锅炉，没有燃烧过程，避免了排烟污染，对大气没有废热污染，可以在居民区内建造。水源热泵系统可以只作为空调系统的冷热源，也可以作为空调系统和生活热水的制冷与供热设备。一套水源热泵系统就可以替换现有的空调加锅炉的两套装置系统，水源热泵的优越性对于同时有供热和供冷要求的建筑物更加显著。学校、宾馆、商场、办公楼等建筑均可以采用水源热泵，小型的水源热泵更适合别墅住宅的空调、采暖。
1.水源热泵的工作原理及其系统构成
水源热泵系统是从深井中抽出地下水，使其进入热交换器，与楼内循环系统的水换热后，再由深井排到地下。循环水系统通过水源热泵产生热水或冷水送入末端装置，通过管网送入用户，满足用户供热或空调的要求[2]。在冬天把地下深层砂石的热量作为热泵热源向用户供热，间接利用地下水，同时将建筑物中的冷量排入地下；夏天则相反，不会造成地下的热污染。由于地下水通过换热器换热后排回地下，不消耗水资源，仅仅利用地下水的冷（热）量；同时地下水并不和空气接触，不会造成地下水资源的污染。论文大全。
水源热泵系统通常由水源部分、机房部分和末端三部分组成。
2.水源热泵系统的特点
2.1高效节能，运行费用低
地表浅层热源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是最好的热泵热源和空调冷源。这种温度特性使得水源热泵系统在供热时其制热系数比空气源热泵空调系统高；运行费用比常规中央空调系统或空气源热泵空调系统低。
2.2一机多用，分户计算
水源热泵系统可供暖、空调，还可供生活用水一机多用，无需室外管网，特别适合低密度建筑物的别墅区使用。每户可对空调系统费用进行核算，计费合理方便。对于寒冷的北方地区，因为减少了采用集中供热的热望系统投资，或取消了燃油、燃气锅炉，从别墅小区空调系统和卫生热水设备的总投资上看，水源热泵系统节省初投资[3]。
2.3运行安全稳定，可靠性高
水源热泵系统在运行中无燃烧设备，不会有发生爆炸的危险，使用安全。而燃气、燃油锅炉供暖，其燃烧产物对居住环境是种隐患。水源热泵机组安装在室内不暴露在风雨中，免遭破坏，延长了寿命。冬季不受外界气候影响，运行稳定可靠，不存在空气源热泵除霜和供热不足的问题。而且地表浅层热源的温度波动较小，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的经济性和高效性。
2.4利用可再生能源，环保效益显著
水源热泵系统是一种利用地球表面浅层水作为冷热源，进行能量转换的热泵空调系统。地球表面浅层的热能来源于太阳，是一种可再生能源。所以使用水源热泵系统时能源可自行补充，持续使用。论文大全。水源热泵系统所造成的污染物排放，比空气源热泵或电供暖少许多，而且夏季不会向大气排放热量，不会加剧城市的“热岛”效应，是环保型空调系统。
3.影响水源热泵系统运行性能的因素
水源的水温、水量、水质和水质稳定性[3]是影响水源热泵效率的重要因素。
3.1水温
水温是影响水源热泵效率的主要因素。冬季地下水作为热泵热源，温度越高越好；夏季地下水作冷却水，水温越低越好。但为降低压缩机排气温度，阻止压缩机内润滑油炭化，蒸发温度不宜过高。
3.2水量
对热泵机组的制冷（热）量有直接影响的是水量。
3.3水质稳定性
3.4水质
同时直接影响水源热泵机组效率和使用寿命的是水质。不腐蚀、不结垢、不滋生微生物、稳定、澄清是对水质的基本要求。
4.水源热泵系统设计和施工中应注意的问题
4.1地表水源
若选用地表水源时，设计时要考虑取水建筑物标高与洪水季节水位的关系，需水量的保证率和水温因素；施工要考虑供水和排水管布置。
4.2地下水源
若选择地下水源和管井取水，对规模大的工程，应根据所需水量和地下水回灌需要，结合场地环境和水文地质条件，按一定采灌比确定抽水井和回灌井井数，合理布置井位和井间距，为使冬季源水温度＞10℃，井深应大于变温带深度。每个井的井深和井身结构应相近，以防止回灌井堵塞，确保水源系统长期稳定供水，抽水井和回灌井应互相切换使用。论文大全。为了能承受抽灌往复水流的压力变换，井中滤水管和滤网应有一定强度。可行方案是打三口井，一口取水，两口回灌，因为向地下回灌比取水难；另外，为使每口井都轮流工作于取水和回流两种状态，三口井需定期更换。
4.3供水水源
若采用水源热泵系时，要调查工程场地的供水水源条件，向当地水管理部门咨询或请专业队伍进行必要的水文地质调查，了解是否有适合水源热泵利用的水源，通过可行性研究，确定利用地表水或是地下水的供水水源方案。
5. 结论
水源热泵是一种高效节能的设备，其系统初投资与常规空调系统相差不大[4]，标准煤能耗与火电及水电相比耗最少[5]，是一个值得广泛应用的技术。应该从水系统设计上充分发挥它的技术优势，采用交流量控制技术减少运行费用，针对不同的水源特点进行不同的处理。当采用深井水时，水质处理与回灌带来的影响不可忽略。同时提供生活热水时，一定要详细了解热泵不同状态下的温度参数与调节能力，否则将会导致系统管理不足。
参考文献
[1]程向东，张昌.水源热泵设计应用问题.节能技术[J]，2006，（12）：26-29.
[2]赵清晨.水源热泵的应用前景及应注意的问题[J].科技情报开发与经济，2006，16（16）：245-246.
[3]张昌.热泵技术与应用[M].北京：机械工业出版社，2008：136-139.
[4]郎四惟,徐伟,冯铁栓等.水源热泵中央空调系统设计应用若干问题探讨.暖通空调,1996，(1)：15-19.
[5]姚镝,王建华,李波.水源热泵供冷(供热)系统的能量评价.矿冶，2004，13(1):117-119.
|
