水地源热泵概念

基础培训
---水源热泵概念
主讲人：
2014年3月（第一版）
水源热泵概述及分类
水源热泵产品原理及特点
培训目录
水源热泵对水源的要求及限制
水源热泵应用案例
柯瑞斯水地源热泵系列
1）GB 50366-2005 《地源热泵系统工程技术规范》中的规范称谓：系统为地源热泵系统(土壤源热泵)，机组为水源热泵机组。

2）地源热泵系统有三大组成部分：水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统。

3）根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。

地源热泵与水源热泵
其最终能量来源为太阳能
面浅层水源中吸收的太阳能和地
热能而形成的低温低位热能资源
，并采用热泵原理，通过少量的
高位电能输入，实现低位热能向
高位热能转移的一种技术。

制冷工况
热
热
冷
冷
热热
热冷
夏
季
地球土壤层或表面浅层水源吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，
一定深度下的温度一般都十分稳定，并且高于空气温度。

水/地源热泵机组工作原理就是在夏季将建筑物中的热量转移到水/地源中，由于水/地源温度低，以可以高效地带走热量，而冬季，则从水/地源中提取能量，由热泵原理通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物
制热工况
暖
冷
暖暖
暖
暖
暖
冬季
冷
冷
按使用侧换热冷热风型
按冷(热) 水环式：共用管路循环流动的水
源类型分地下水式：从水井、湖泊或河水中抽取的水
（地表水地下水）
地下环路式：使用地下盘管中循环流动的水
（地埋管）
注：1、一般水环式与地下水式两种应用类型可使用同一种设备。

2、采用热力膨胀阀或电子膨胀阀节流的机组可同时满足以上三种
应用类型，但性能不一定能同时达到最佳。

地表水热泵系统地下水热泵系统
垂直埋管地源热泵系统水平埋管地源热泵系统地下水式
地下环路式
水平式
与其他地源热泵系统的比较：
缺点：
•
室外占地面积较大
优点：
室外施工费用相对较低
与其他地源热泵系统的比较：
优点：
运行及维护费用低占地面积较小冬季无需辅助热源不产生任何污染节能效果明显缺点：
初投资费用稍高
垂
直式
优点：
运行及维护费用低无需占用土地
室外施工费用低冬季无需辅助热源不产生任何污染
与其他地源热泵系统的比较：
地表水式
缺点：
需临近较大面积水域
系统效率低于其他方式
地下水式优点：
运行及维护费用低
室外施工费用较低
冬季无需辅助热源
无需占地，受建筑周围环境影响小不产生任何污染
换热效率高，节能效果明显
缺点：
打井受政策限制
回灌容易出现问题
系统易受地下水源状况影响
与其他地源热泵系统的比较：
月份
10203040
04080120160200240280320360
地表
2 FT （0.6m)5 FT (1.5m)12 FT (3.6m)
1
2
3
4
5 6 7 8 9 10 11 12
天数
土壤温度随深度变化示意图
水源热泵概述及分类
水源热泵产品原理及特点
培训目录
水源热泵对水源的要求及限制
水源热泵应用案例
柯瑞斯水地源热泵系列
蒸发器
冷凝器
膨胀阀
压缩机
末端设备
末端设备
地表
热源侧水系统
水源机组
末端系统
膨胀水箱
水—水型水源热泵原理
水—风型水源热泵原理
制冷工况
冷凝器
热源侧出水
双向膨胀阀
30℃
气态
气液共体
蒸发器
压缩机
使用侧进水/风液态
气液共体
使用侧出水/风
35℃
热源侧进水
29℃18℃30℃25℃
制热工况
蒸发器
热源侧出水
20℃
气态
冷凝器压缩机
使用侧进水/风
液态
气液共体
使用侧出水/风25 ℃
热源侧进水
气
液
共
体
7℃15℃
～℃0℃
制冷工况＋生活热水
冷凝器
热源侧出水
双向膨胀阀
30℃
气态
气液共体
蒸发器
压缩机使用侧进水/风
液态
气液共体
使用侧出水/风
35℃
热源侧进水换热器
生活热水进水
生活热水出水
制冷、制热工况
水源热泵产品原理及特点原理
压缩机
冷凝器冷凝器
蒸发器
球阀
干燥过滤器
视液镜球阀干燥过滤器视液镜
膨胀阀
工艺针阀
冷却水出水
冷却水进水
冷冻水入口冷冻水出口
工艺针阀
工艺针阀
工艺针阀
膨胀阀
1、属于可再生能源利用技术
2、高效节能
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，机组效率提高。

节省运行费用，经济效益显著。

3、环境效益显著
水源热泵的使用电能，电能本身为一种清洁的能源，但在发电时，消耗一次能源并导致污染物和二氧化碳温室气体的排放。

所以节能的设备本身的污染就小。

水源热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比，相当于减少30％以上，与电供暖相比，相当于减少70％以上。

不用建设采暖供热锅炉房，利用循环水作热源，没有任何污染，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。

埋管式地源热泵系统，不破坏地下水资源、低噪音，又不排放废气和废弃物，对空气不造成热污染，具备零污染的良好环保品质。

水源热泵产品原理及特点
特点
6、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。

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住宅的采暖、空调。

5、运行稳定可靠
水体和地下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。

是很好的热泵热源和空调冷源，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。

不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。

4、节水没有冷却塔系统，不存在水损耗。

室内管网和室外管网为封闭循环系统，无水损失。

集中供暖可减少热电厂冷却水的蒸发量。

地源热泵（地下水式）系统的水量、水温、水质和供水稳定性是影响水源热泵系统运行效果的重要因素。

应用水源热泵时，对水源系统的原则要求是：水量充足，水温适度，水质适宜，供水稳定。

所以，就此而言，凡是满足上述四点的任何水源都可以作为水源热泵系统利用的水源，既可以是再生水源，也可以是自然水源。

一、再生水源
是指人工利用后排放但经过处理的城市生活污水、工业废水、矿山
废水、油田废水和热电厂冷却水等水源，有条件利用再生水源的用户，
变废为利，可减少初投资，节约水资源。

但对大多数用户来说，可供选
择的是自然界中的水源。

二、自然水源
陆地上的地表水和地下水均来自于大气降水。

地表水中的海水约占自然界水总储量的96.5% 。

滨海城市有条件利用海水，国外有应用海水作热泵水源的实例。

陆地上的地表水，即江、河、湖、水库水比海水和地下水矿化度低，但含泥沙等固体颗粒物、胶质悬浮物及藻类等有机物较多，含砂量和浑浊度较高，须经必要处理方可作热泵水源。

地下水是指埋藏和运移在地表以下含水层中的的水体。

地下水分布广泛，水质比地表水好，水温随气候变化比地表水小，是水源热泵中央
空调可以利用的较为理想的水源。

三、水质
应关注水的温度、化学成分、浑浊度、硬度、矿化度和腐蚀性等因素。

1 、温度
制冷时水源温度一般要求在14～33℃；制热时水源温度一般要求在12～22℃之间。

2 、含砂量与浑浊度
含砂量应＜1/20 万，浑浊度＜20 毫克/ 升。

如果水源热泵系统中装有板式换热器，水源水中固体颗粒物的粒径应＜0.5 毫米。

3 、水的化学成分及其化学性质
自然界水中溶有不同离子、分子、化合物和气体，使得水具有有酸碱
度、硬度、矿化度和腐蚀性等化学性质，对机组材质有一定影响。

一、可利用的水源条件限制
水源热泵理论上可以利用一切的水资源，然而在实际工程中，不同的水资源利用的成本差异是相当大的。

所以在不同的地区是否有合适的水源成为水源热泵应用的一个关键。

目前的水源热泵利用方式中，闭式系统一般成本较高。

而开式系统，能否寻找到合适的水源就成为使用水源热泵的限制
条件。

对开式系统，水源要求必须满足一定的温度、水量和清洁度。

二、水层的地理结构的限制
对于从地下抽水回灌的使用，必须考虑
到使用地的地质结构，确保可以在经济条件
下打井找到合适的水源，同时还应当考虑当
地的地质和土壤的条件，保证使用后的地下水回灌可以实现。

由于受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响，水源的基本条件的不同；一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同。

虽然总体来说，水源热泵的运行效率较高、费用较低。

但与传统的空调制冷取暖方式相比，在不同地区不同需求的条件下，水源热泵的投资经济性会有所不同。

地源热泵（地埋管式）系统主要考虑地质情况（地下的结构、地热分布情况），还要考虑整体建筑的占地面积。

其成本各异，费用较地下水式要高。

水源热泵概述及分类
水源热泵产品原理及特点
培训目录
水源热泵对水源的要求及限制
水源热泵应用案例
柯瑞斯水地源热泵系列
水源热泵应用案例
水源热泵概述及分类
水源热泵产品原理及特点
培训目录
水源热泵对水源的要求及限制
水源热泵应用案例
柯瑞斯水地源热泵系列
CWWSH系列
CWWMH系列
模块式水源热泵CWWH系列
水源中央空调供热与传统锅炉暖气片供热比较
中央空调暖气片
热水管中有气也有噪音隔振消声方式
可
不可
噪音
11
吸附方式可不可CO210（电极）发生可不可氯气9负离子发生器化学发生可不可负离子8空气清新剂化学发生、吸附方式可不可气味7过滤吸附方式可不可菌类6过滤方式可不可洁净度5风量控制控制可不可气压4气流组织、风量控制可不可风速3人工喷湿方式
各类加湿方式可不可湿度2相同高低热水供热可可温度1暖气片其他方式中央空调处理手段可控制的处理手段房间被控参数
序号
初投资与普通中央空调相比•机组初投资比冷水机组增加20%左右•增加打井费用
•无冷却水塔和冷却水系统
•无锅炉和锅炉房
•无入网费（天燃气、城市热力网）
•无Oil Tank 安全费
运转费用大大少于普通中央空调
•夏季制冷：节约费用＞20%
•夏季采用热回收，可免费提供卫生热水
•冬季制热时，运转费用相当于电锅炉、燃汽、燃油的30%左右
附
——水源热泵中央空调系统价位水平※几种供冷供热方式费用分析单位：万元
12~25
17~35
40~7830~55
13~28
年运行费用
1.0~1.8万m21.0~1.8万m2
1.0~1.8万m21.0~1.8万m21.0~1.8万m2
适用建筑面积147.6181.5
162.2149.8154.8初投资小计31.51531818附件10/888管网20///水井10/15
2030机房土建 1.81.81.81.8冷冻泵 2.8/
2.422冷却（潜）泵
////5换热器//2010锅炉100
1801208080主机水源中央空调
风冷热泵直燃吸收式
冷水机+气（油）炉
冷水机+煤锅炉
项目方式
附水源热泵系统与其他系统的主机及附属设备投资比较单位：万元
附水源热泵系统与其他系统的运行费用比较单位：万元。