水源热泵应用的优缺点

水源热泵应用的优缺点

【摘要】随着“节能环保，绿色建筑”的大力提倡，国家发改委、财政部等部委从政策上给予“节能型地（水）源热泵系统”明确性补助，预示着地水源热泵逐步发展的方向。水源热泵因受条件所限也并不是所有地区都适合，本文阐述了水源热泵的优缺点，为设计者选用水源热泵时作为参考。

【关键词】水源热泵；地下水；能源；制热（冷）系数

水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热源，进行转换的技术。水源热泵技术的工作原理就是：通过输入少量高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在夏季将建筑物中的热量”取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中”提取”热能，送到建筑物中采暖。

1. 做为北方的主要几种热源的形式，区域锅炉房、热电厂、小型家用锅炉与水源热泵相比较，水源热泵有着明显的优势。

采用燃料锅炉供暖，只有70%～90%的燃料内能转化为热量且供热同时产生大量废气、废料，处理废料等需要耗费大量的人力、物力和财力。电锅炉是清洁环保的热源，其可将90%～98%的电能转换为热能，无需处理废料。但发电所需的煤等物力会间接的产生与燃料锅炉同样的问题，且电锅炉成本较高。小型家用锅炉同样存在运行成本维护成本高、会产生废气增加危险性等问题。热电厂是相对

比较经济、效果较好的采暖热源形式。但受到各项目运行参数要求的不同，比如需要夏季制冷，过渡季节采暖等问题则无法解决。

而水源热泵则因其自身的特点为越来越多的用户所采纳，其具有以下几种明显优势，（1）水源热泵便于集中管理，如可按园区的大小及分期建设设置一台或几台水热热泵机组，便于分期管理；（2）分段调节：按各项目的自身特点可选择各时段的冷热媒运行参数，以达到节能的效果。（3）水热热泵可提供热源也可在夏季供冷，对于公共建筑需要冷热源的要求做到了一机多用。（4）无废料，清洁环保。水源热泵利用了地下水的资源的能量。水源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量，从而减少了碳排放。

2.水源热泵机组的节能原理，水源热泵利用的是地下水的能量，以沈阳为例，冬季地下水水体温度为12℃，比室外环境空气温度高20～30℃，所以热泵循环的蒸发温度大大提高，能效比随之也提高了很多。而夏季沈阳地下水水体为18℃，水体温度比环境空气温度低10～15℃，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，机组效率得到了大大的提升。其制冷、制热系数可高达4.2～4.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为仅传统的冷水机组的的50%～60%，经济效益可观。

3. 天然气、石油、煤等资源都属于不可再生的自然资源，随着该种自然资源的逐渐消化，节能产品越来越受到社会的关注。水源热泵的用电相对少，属于节省能源的产品。电能本身为一种清洁

的能源，但在发电时需耗费的如煤等能源造成了自然资源的减少以及燃烧产生的污染物，废物等一系列的问题。所以节能的设备本身的污染就小。设计良好的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。人力、物力以及财力的节省得到了明显的体现。

4.地下水水体的温度常年相对稳定，其波动的范围远远小于室外环境空气温度的变动，这一特性的应用，使得水源热泵机组的运行更加的可靠、稳定，同时也保证了系统的高效性和经济性；由于系统简单、机组部件少，运行稳定，因此维护费用低，使用寿命长可达到25年以上

5.在人力成本逐渐增加的今天，节省人力也成为开源节流的一个重要举措。水源热泵机组采用全电脑控制，自动化程度高，节省了人力物力的投入。

6.水源热泵机组根据项目的不同要求可供采暖、供制冷冷，还可供生活热水，一机多用，多机互为备用，一套系统可以替换原来的锅炉加制冷机的两套装置或系统，节省了设备的同时也节省了机房的面积。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、空调制冷等。

7.水源热泵螺杆机组制冷量范围从370kw到3242kw，规格多，

根据用户的需求可提供多种机组的组合模式，适用范围更广。

8.水源热泵技术采用的制冷剂样式多，可以是r22或r134a、

r407c和r410a等。水源热泵机组的运行没有任何污染，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，对机房的场地要求不很苛刻，可以建造在居民区内。

象任何事物一样，水源热泵也不是十全十美的，更不是万能的，其应用也会受到制约。

1．可利用的水源条件限制

地下水资源的利用受到了当地的水量、水温等条件的限制。同一个地区的不同位置的水井出水量也不尽相同，水量过少就会增加初投资的成本，也会影响水源热泵运行的稳定及效率。

2．投资的经济性

由于受到不同地区相关的政策，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。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。水源热泵也需要因地制宜，并不是所有地区都适合。

3．水层的地理结构的限制

对于从地下抽水回灌的使用一直以来备受争议，理论上适合的地质结构，丰沛的水源，以及理想的土壤条件，是可以保证地下水的回灌可以得到良好实现的，但一些项目为一些私利使得地下水得不到合理的灌溉，从而影响了当地地质、水质，产生的潜在的危害。

一个好的项目能得到社会的大力推广，首先这是一个被肯定的

优秀的成果，任何成果的应用都需要结合当地的实际情况，水源热泵也是如此，采用机械动力提起地下水与重力回灌地下水成为地下水得不到良好回灌的主要原因。由此而产生的后果会是水源热泵的发展受到限制，这需要开发商，施工方及政府的管理单位达成共识。

发展地源热泵，是现今改变以消耗不可再生的自然资源为能源的有效途径，为可再生能源的发展空间开拓了更加有前景的市场。

参考文献：

[1]《实用供热空调设计手册》陆耀庆主编

[2]《全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调动力》

[3]《制冷原理及设备》吴业正主编

[4]《热泵技术与应用》张昌主编

作者简介：

高洁（1978- ）女，辽宁省沈阳市人，本科毕业，供热通风与空调专业。现为中级工程师，从事本行业10余年。