水源热泵空调系统简介

水源热泵空调系统简介

一、背景

环境污染和能源危机已成为当今社会的两大难题，如何在享受的同时付出最少的代价逐渐成为人类的共识，在这种背景下以环保和健康为主要特征的绿色建筑应运而生。尽可能少地消耗能源为建筑物创造舒适环境已经成为空调的发展方向，开发利用天然的冷/热源能够为空调带来节能和环保双重效益，因而越来越受到人们的重视。地下水是一个巨大的天然资源，其热惰性极大，全年的温度波动很小，一般说来，埋藏于地表50m以下的深井水可常年维持在该地区年平均温度左右，是一种理想的天然冷热源。

二、水源热泵简介

水源中央空调系统是一种从地下水资源中提取热量的高效、节能、环保、可再生的供热（冷）系统。该系统是成熟的热泵技术、暖通空调技术配套地质勘察成井技术于一体，在地下50～100米相对稳定的水体温度下高效、稳定、经济的运行。水源中央空调系统是由末端（室内空气处理末端等）系统、水源中央空调主机（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，水源中央空调系统从水源中提取低品位热能，通过电能驱动的水源中央空调主机（热泵）“泵”送到高温热源，以满足用户供热需求。为用户供冷时，水源中央空调系统将用户室内的余热通过水源中央空调主机（制冷）转移到水源水中，以满足用户制冷需求。

用户（室内末端等）系统由用户侧水管系统、循环水泵、水过滤器、静电水处理仪、各种末端空气处理设备、膨胀定压设备及相关阀门配件等组成。

水源中央空调主机系统由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、各种制冷管道

配件和电器控制系统等组成。

水源水系统由取水装置、取水泵、各种水处理设备、水源水管系统和阀门配件等组成。

制冷工况的实现只需通过合理地设计用户系统和水源水系统管道和阀门，切换阀门来实现进蒸发器的水源水改进冷凝器，进冷凝器的用户系统循环水改进入蒸发器，以达到制冷的目的。（反之则为供热工况）

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，进行能量转换的冷暖空调系统。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相对的均衡。这使得利用储存于其中的似乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说，水源热泵是利用可再生能源的一种有效途径。

三、水源热泵中央空调系统的工作原理图

在上图中，供水井的地下水通过潜水泵进入机组并进行能量提取后回灌入回水井，构成井水循环系统。机组提取地下水中的低位能量并将其聚变为高位能量，然后输送给冷暖水循环系统(用户末端)。整个系统仅消耗电能，无任何污染。由于地下水循环使用．因此也不会造成地层沉降。主机占地面积比传统方式大大减少，可放置在地下室等空间。

四、水源热泵特点

1、环保洁净

●没有燃烧过程，避免了排放任何烟尘及有害物质，社会效益显著。

●自由运用地表水资源，又可成功地控制地面沉降。

●利用城市已有的地热资源的弃水，既解决了热污染问题，又进一步提高

能效比

2、节水省地

●以地表水为源体，向其吸收或放出能量，即不消耗水资源，也不会对其

造成污染。

●省去了锅炉房，冷却塔及附属的煤场、渣场所占用的宝贵面积。

3、节能经济

●能源利润率为传统方式的3—4倍，投入1KW的电能可得到4—6KW以上

的制冷或供热的能量。

●初投资是其它中央空调系统的2/3，运行费用可节省1/2—1/3。

4、灵活安全

●真正做到“一机三用”。利用地下水热泵冬季向建筑物供暖，夏季向建筑

物供冷，提高了设备的利用率。

●机组可灵活地安置在任何地方，节约空间。系统末端亦可作多种选择。

●无储煤、储油罐等卫生及安全隐患。

●自动化程度高，无需专业人员操控。

5、用途广泛

●从严寒地区至热带地区均适用。在冬季不结冻地区的江、河、湖、水等

均可得到有效利用

●可为办公楼、宾馆、医院、饭店、超市、幼儿园、别墅、居民小区等提

供中央空调系统，并可同时提供生活热水。

●可为纺织、化工、食品、电子等行业提供工艺冷冻水

6、运行可靠

●机组的运行工况稳定，几乎不受环境温度变化的影响，即使在寒冷的冬

季制热量也不会衰减，更无结霜除霜之虑了。

●机组主要零部件全部采用进口设备，维护简单，主机运行寿命可达25

年以上。

7、大力推广

●国家建设部大力支持，列入国家节能重点推广技术之列。

●申报采用水地源热泵系统的项目，国家将会有50～80元/㎡的补贴。

五、水源热泵中央空调的市场前景

1、水源热泵是一种利用低位能源（空气、土地、水、太阳能、工业废热等）代替一部分高位能源（煤、石油、电能等）以实现节能目的的高新技术，由于其所具备的高热能转换效率（1∶4），无污染，运行成本低，便于物业管理，系统使用寿命长等特点，备受世界能源、环保组织和发达国家推崇，并被市场广泛接受，自八十年代以来，年增长率一直保持在20%以上。如美国，85年只有14000台水源热泵，99年末统计，已安装了400000台。水源热泵系统已占空调总保有量的20%，其中新建筑中占30%，这样将降低温室气体1百万吨，相当于减少50万辆汽车的污染物排放，年节约能源费用达4.2亿美元，美国的水源热泵研究和应用偏重于住宅和商业小型系统（60KW以下），而中、北欧如瑞典、瑞士、奥地利、德国等国家则偏重于大型机组。据99年统计，水源热泵在新建房屋中的利用率，瑞士为96%，奥地利为38%，丹麦为27%。

2、在未来的几年中，中国面临着巨大的能源压力。中国经济在保持较高速度增长的同时，必须考虑环保和可持续发展问题。所以要求提高能源利用率，要求能源结构调整。调整能源结构的方向就是从以煤为主转为以燃气、电为主。中国政府已于一九九七年与美国政府签订热泵技术引进协议；国家建设部1999年提出在10年内建筑节能效率要在现有基础上提高50%；北京市政府已明令在四环以内，撤掉所有燃煤锅炉，在三年内改造1000万平方米建筑取暖方式，使用清洁能源，并在财政上予以扶持。

3、据调查统计，我国住宅空调安装率迅速增长。上海居民住宅空调拥有率