一）水源熱泵的概念

水源熱泵是利用地球水所儲(chǔ)藏的太陽(yáng)能資源作為冷、熱源，進(jìn)行轉(zhuǎn)換的空調(diào)技術(shù)。

水源熱泵可分為地源熱泵和水環(huán)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(lái)水的水源熱泵習(xí)慣上被稱(chēng)為水環(huán)熱泵。

水源熱泵-（二）水源熱泵的原理

地球表面淺層水源（一般在1000 米以?xún)?nèi)），如地下水、地表的河流、湖泊和海洋，吸收了太陽(yáng)進(jìn)入地球的相當(dāng)?shù)妮椛淠芰浚⑶宜吹臏囟纫话愣际址€(wěn)定。水源熱泵技術(shù)的工作原理就是：通過(guò)輸入少量高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。水體分別作為冬季熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源，即在夏季將建筑物中的熱量“取”出來(lái)，釋放到水體中去，由于水源溫度低，所以可以專(zhuān)業(yè)地帶走熱量，以達(dá)到夏季給建筑物室內(nèi)制冷的目的；而冬季，則是通過(guò)水源熱泵機(jī)組，從水源中“提取”熱能，送到建筑物中采暖。

水源熱泵-（三）水源熱泵的優(yōu)點(diǎn)

水源熱泵與常規(guī)空調(diào)技術(shù)相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、專(zhuān)業(yè)節(jié)能

水源熱泵是目前空調(diào)系統(tǒng)中能效比（COP值）較高的制冷、制熱方式，理論計(jì)算可達(dá)到7，實(shí)際運(yùn)行為4～6。

水源熱泵機(jī)組可利用的水體溫度冬季為12～22℃，水體溫度比環(huán)境空氣溫度高，所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)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(huán)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(fēng)冷式和冷卻塔式，從而提高機(jī)組運(yùn)行效率。水源熱泵消耗1kW.h的電量，用戶(hù)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(yùn)行效率要高出20～60％，運(yùn)行費(fèi)用僅為普通中央空調(diào)的40～60％。

2、屬可再生能源利用技術(shù)

水源熱泵是利用了地球水體所儲(chǔ)藏的太陽(yáng)能資源作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。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(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器，收集了47％的太陽(yáng)輻射能量，比人類(lèi)每年利用能量的500倍還多（地下的水體是通過(guò)土壤間接的接受太陽(yáng)輻射能量），而且是一個(gè)巨大的動(dòng)態(tài)能量平衡系統(tǒng)，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散的相對(duì)的均衡。這使得利用儲(chǔ)存于其中的近乎無(wú)限的太陽(yáng)能或地能成為可能。所以說(shuō)，水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)。

3、節(jié)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(huì)對(duì)其造成污染；省去了鍋爐房及附屬煤場(chǎng)、儲(chǔ)油房、冷卻塔等設(shè)施，機(jī)房面積大大小于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)，節(jié)省建筑空間，也有利于建筑的美觀。

4、環(huán)保效益顯著

水源熱泵機(jī)組供熱時(shí)省去了燃煤、燃?xì)狻⑷挥偷儒仩t房系統(tǒng)，無(wú)燃燒過(guò)程，避免了排煙、排污等污染；供冷時(shí)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(jī)組運(yùn)行無(wú)任何污染，無(wú)燃燒、無(wú)排煙，不產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣和煙塵，不會(huì)產(chǎn)生城市熱島效應(yīng)，對(duì)環(huán)境非常友好，是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品。

5、一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣

水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來(lái)的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。特別是對(duì)于同時(shí)有供熱和供冷要求的建筑物，水源熱泵有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。不僅節(jié)省了大量能源，而且用一套設(shè)備可以同時(shí)滿足供熱和供冷的要求，減少了設(shè)備的初投資。其總投資額僅為傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的60%，并且安裝容易，安裝工作量比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)少，安裝工期短，更改安裝也容易。

水源熱泵可應(yīng)用于賓館、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等建筑，小型的水源熱泵更適合于別墅、住宅小區(qū)的采暖、供冷。

6、運(yùn)行穩(wěn)定專(zhuān)業(yè)，維護(hù)方便

水體的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定，其波動(dòng)的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的變動(dòng)，水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更專(zhuān)業(yè)、穩(wěn)定，也保持了系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)性和經(jīng)濟(jì)性；采用全電腦控制，自動(dòng)程度高。由于系統(tǒng)簡(jiǎn)單、機(jī)組部件少，運(yùn)行穩(wěn)定，因此維護(hù)費(fèi)用低，使用壽命長(zhǎng)。

7、符合國(guó)家政策，獲得政策性支持

國(guó)家十分重視可再生能源開(kāi)發(fā)利用工作，《中華人民共和國(guó)可再生能源法》已于2006年1月1日起實(shí)施；同時(shí)，在《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中，又把大力發(fā)展和規(guī)模化應(yīng)用新能源和可再生能源作為能源領(lǐng)域的優(yōu)先發(fā)展主題。從國(guó)家立法和發(fā)展戰(zhàn)略的高度，對(duì)可再生能源的發(fā)展應(yīng)用予以強(qiáng)力推動(dòng)。

根據(jù)國(guó)家建設(shè)部政策規(guī)定，凡采用水源熱泵空調(diào)技術(shù)的建筑物，通過(guò)向當(dāng)?shù)亟ㄎ陥?bào)，可獲得政府的政策性支持，減免建筑配套費(fèi)用140～200元/m2。

與鍋爐（電、燃料）和空氣源熱泵的供熱系統(tǒng)相比的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：

與鍋爐（電、燃料）和空氣源熱泵的供熱系統(tǒng)相比，水源熱泵具明顯的優(yōu)勢(shì)。鍋爐供熱只能將90%～98%的電能或70%～90%的燃料內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱量，供用戶(hù)使用，因此地源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省二分之一以上的能量；由于水源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定，一般為10～25℃，其制冷、制熱系數(shù)可達(dá)3.5～4.4，與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，要高出40%左右，其運(yùn)行費(fèi)用為普通中央空調(diào)的50%～60%。因此，近十幾年來(lái)，水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北美及中、北歐等國(guó)家取得了較快的發(fā)展，尤其是近五年來(lái)，中國(guó)的水源熱泵市場(chǎng)也日趨活躍，使該項(xiàng)技術(shù)得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，成為一種有效的供熱和供冷空調(diào)技術(shù)。

水源熱泵-（四）水源熱泵的應(yīng)用

從水源熱泵的市場(chǎng)應(yīng)用看,我國(guó)南方的深圳,廣州到過(guò)渡地區(qū)的上海,南京直到北方采暖地區(qū)的北京,大連等城市的公共建筑(辦公樓,商住樓,商場(chǎng)等),而且住宅建筑上得到了廣泛的應(yīng)用.

北京奧運(yùn)村利用再生水水源熱泵空調(diào)系統(tǒng),不需要冷卻塔,鍋爐房,其能源消耗量是傳統(tǒng)電鍋爐的1/4,更重要的是,它不會(huì)排放任何污染物.

作為建設(shè)部較批(2006年)可再生能源建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目,全國(guó)較大規(guī)模的水源熱泵住宅區(qū),海信地產(chǎn)開(kāi)發(fā)的麥島金岸投資4億元人民幣,采用了國(guó)際先進(jìn)的海水/污水源熱泵,節(jié)約了能源,減少了污染.建成后采暖每年可減少燃煤20206余噸,每年減少向大氣排放二氧化碳54050余噸.運(yùn)用海水中央空調(diào),比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率高出40%,節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用40%左右.

有業(yè)內(nèi)人士分析,水源熱泵技術(shù)目前除了被廣泛應(yīng)用于各類(lèi)民用建筑,公用建筑,軍事建筑等所有需要供冷供暖供應(yīng)洗浴熱水的中央空調(diào)系統(tǒng),還涉及到工業(yè)領(lǐng)域中冷凍,冷藏,冷卻的工藝系統(tǒng),成為節(jié)能減排的重要技術(shù)之

水源熱泵-（五）水源熱泵的應(yīng)用限制

水源熱泵的應(yīng)用限制

象任何事物一樣，水源熱泵也不是十全十美的，更不是萬(wàn)能的。其應(yīng)用也會(huì)受到制約。

1、可利用的水源條件限制

水源熱泵理論上可以利用一切的水資源，其實(shí)在實(shí)際工程中，不同的水資源利用的成本差異是相當(dāng)大的。所以在不同的地區(qū)是否有合適的水源成為水源熱泵應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵。目前的水源熱泵利用方式中，閉式系統(tǒng)一般成本較高。而開(kāi)式系統(tǒng)，能否尋找到合適的水源就成為使用水源熱泵的限制條件。對(duì)開(kāi)式系統(tǒng)，水源要求必須滿足一定的溫度、水量和清潔度。

2、水層的地理結(jié)構(gòu)的限制

對(duì)于從地下抽水回灌的使用，必須考慮到使用地的地質(zhì)的結(jié)構(gòu)，保持可以在經(jīng)濟(jì)條件下打井找到合適的水源，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和土壤的條件，保持用后尾水的回灌可以實(shí)現(xiàn)。

3、投資的經(jīng)濟(jì)性

由于受到不同地區(qū)、不同用戶(hù)及國(guó)家能源政策、燃料價(jià)格的影響，水源的基本條件的不同；一次性投資及運(yùn)行費(fèi)用會(huì)隨著用戶(hù)的不同而有所不同。雖然總體來(lái)說(shuō)，水源熱泵的運(yùn)行效率較高、費(fèi)用較低。但與傳統(tǒng)的空調(diào)制冷取暖方式相比，在不同地區(qū)不同需求的條件下，水源熱泵的投資經(jīng)濟(jì)性會(huì)有所不同。

水源熱泵目前的市場(chǎng)狀況：

水源熱泵目前主要應(yīng)用在北方冬季寒冷的地區(qū)，而在廣闊的南方很少見(jiàn)到身影。主要原因：南方主要以空氣源熱泵為主，冬天對(duì)空調(diào)制熱的依賴(lài)不如北方明顯，主要用來(lái)洗澡，所以空氣源熱泵基本能滿足需要，并且工程相對(duì)簡(jiǎn)單，造價(jià)成本要低。所以這類(lèi)產(chǎn)品有較大的局限性所以必須要走產(chǎn)品的差異化道路，來(lái)做好產(chǎn)品的推廣！

水源熱泵技術(shù)的研究及原理圖

水源熱泵技術(shù)是一種利用地球表面或淺層水源（如地下水、河流和湖泊），或者是人工再生水源（工業(yè)廢水、地?zé)嵛菜龋┑牡蜏氐臀粺崮苜Y源，采用熱泵原理，通過(guò)少量的高位電能輸入，實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移，既可供熱又可制冷的專(zhuān)業(yè)、環(huán)保、節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)。

地球表面淺層水源如深度在1000米以?xún)?nèi)的地下水、地表的河流和湖泊和海洋中，吸收了太陽(yáng)進(jìn)入地球的相當(dāng)?shù)妮椛淠芰浚⑶宜吹臏囟纫话愣际址€(wěn)定。水源熱泵機(jī)組工作原理就是在夏季將建筑物中的熱量轉(zhuǎn)移到水源中，由于水源溫度低，所以可以專(zhuān)業(yè)地帶走熱量，而冬季，則從水源中提取能量，由熱泵原理通過(guò)空氣或水作為載冷劑提升溫度后送到建筑物中。通常水源熱泵消耗1kW的能量，用戶(hù)可以得到4kW以上的熱量或冷量。