水源热泵技术的特点及发展前景

水源热泵技术的特点及发展前景- 暖通论文

水源热泵技术的特点及发展前景

摘要:本文介绍了水源热泵技术的特点，比较了传统的供暖制冷与水源热泵形式的差异，并且指出了水源热泵技术在我国的发展前景。

关键词:水源热泵,节能,效率,发展

近些年来，世界范围内都面临着巨大的能源压力。而在我国这样一个高速发展中的国家，更要面临经济的高速发展与环境及能源问题之间的矛盾。一方面中国的经济要保持较高速的发展，而另一方面又必须考虑环保及可持续发展的问题。而如何节能就成了暖通行业现今所面临的最主要的课题。

现今，水源热泵技术作为一种有益环境、节约能源和经济可行的建筑物供暖制冷新技术越来越受到关注。

一、水源热泵技术的定义

水源热泵技术是以水为介质来提取能量实现制热和制冷的一个或一组系统。针对水源热泵机组，就是通过消耗少量高品位能量，将地表水中不可直接利用的低品位热量提取出来，变成可以直接利用的高品位能源的技术。水源热泵技术是利用太阳能和地热能来制冷、供热，应该说其属热泵中“地源热泵”的一种[1]。

二、水源热泵的基本原理

下图为水源热泵系统的基本原理。地下水从深井1中抽出进入板式热交换器3，与楼内循环水系统的水换热后，再通过深井2排到地

下。循环水系统经住宅楼内管网送入各户，经各户的水源热泵产生热水（冬季）或冷水（夏季）送入末端装置，满足供热或空调的要求。

三、水源热泵与传统的供暖制冷形式的比较

水源热泵与传统的供暖制冷形式相比运行效率高，COP值高，有较好的节水效益，对环境无危害，且投资小，占地少。

2.1运行效率高

对于普通中央空调系统，不管是采用风冷热泵机组还是采用冷却塔的冷水机组，无一例外的要受外界天气条件的限制，即空调区越需要供冷或供热时，主机的供冷量或供热量就越不足，即运行效率下降，这在夏热冬冷地区的使用就受到了影响。而水源热泵机组与外界的换热是通过地下水，而地下水的温度很稳定，不受外界空气的变化而影响运行效率，因此，水源热泵的运行效率是最高的。

2.2保护环境

从水源源热泵的整个运行原理来看，水源热泵系统实际是真正意义的绿色环保空调，不管是冬季还是夏季的运行，都不会对建筑外大气环境造成不良影响。而普通中央空调系统，将废热气或水蒸气排向室外环境，无一例外的都对环境造成了极大的污染。

2.3节水效益

采用水源热泵，有巨大的节水效益，下面举例来说明：

若10万平方米商业建筑，采用冷水机组制冷，则一个制冷季节将损耗冷却水8.5万t，若采用直然机组制冷，将损耗冷却水10.5万t。（计算条件为：冷负荷110W/m，1万建筑所用冷水机组1100kw需

冷却水230m/h，或用直然机组1100kW需冷却水284m/h，一天16h，制冷期115天，水耗损2%）若采用水源热泵机组，10万平方米商业建筑夏季将节水8万~10万t。

2.4投资小占地少

水源热泵一次性投资，比冷水机组+燃气炉、冷水机组+市政供暖费用还略低，年运行费用，水源热泵比后两种方案要低30%～40%，而且占用场地少，同燃煤锅炉房相比，占地面积可减少一半以上。

2.5制冷、制冷系数高

经过严格测试及不同地区热泵的应用实例测算，水源热泵制热的性能系数在3.1—4.7之间，制冷的性能系数在3.5—6.7之间。

综上所述，发展水源热泵对于深化和稳定地利用太阳能和多种低位热能，减少环境污染、节约淡水，促进我国社会发展，具有重要意义。也可以说，发展水源热泵技术，相当于打开了一个清洁的、可以永远持续利用的能源库，一个具有战略意义的能源库。

四、水源热泵在中国的发展

中国最早在上世纪50年代，就曾在上海、天津等地尝试夏取冬灌的方式抽取地下水制冷，天津大学热能研究所吕灿仁教授就开展了我国热泵的最早研究，1965年研制成功国内第一台水冷式热泵空调机。1997年11月，中国政府科技部与美国能源部签署协议，其中主要内容之一是“水源热泵”，该项目拟在中国的北京、杭州和广州3个城市各建一座采用地源热泵供暖空调的商业建筑，以推广运用这种”绿色技术”，缓解中国对煤炭和石油的依赖程度，从而达到能源资源

多元化的目的。2000年6月19至23日在北京由国家科学技术部高新技术开发与产业化司召开了中美地热泵技术交流会，会议的主题就是“提供运用地热泵技术为住宅小区或公用楼宇采暖制冷，大幅降低运行费用的节能解决方案”的主题。至此，掀开了中国水源热泵的高速发展。近些年来在我国政府的大力倡导下，水源热泵技术的发展非常迅猛，这种绿色环保的新型供暖制冷技术大有取代传统供暖制冷的趋势。

五、水源热泵发展的瓶颈

现今，我国为了保护有限的水资源，制订了《中华人民共和国水法》，各个城市也纷纷制订了自己的《城市用水管理条理》。这些政策均强调用水审批，用水收费。而审批的标准中对类似水源热泵技术的要求没有规定，所以水源热泵很容易被用水指标所限制。即使通过了用水审批，由于有些地方将水源的抽取和排放两次收费，收费的标准全国又不统一，所以结果可能导致水费偏高，使得水源热泵的运行节能费用不足增加的水费，水源热泵的经济性变差。

目前，在投入使用的大多数水源热泵机组中，存在着许多机组无法回灌的现象，一些运行单位甚至将回水直接排放进污水系统，对地下水资源造成了极大的破坏。

水源热泵技术是一种绿色的、可持续发展的新兴供暖制冷形式，目前在我国的发展虽然存在着许多政策与技术上的难题，但是从长远看，随着水源热泵技术的日趋成熟、能源压力的不断增大，以及水资源的合理利用，它将成为供暖制冷的首选。

参考文献:

［1］中国建筑标准设计研究所.全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调.动力分册中国计划出版社

［2］陆耀庆.实用供热空调设计手册［M］.北京:中国建筑工业出版社,2008