地源热泵与其他空调系统的比较

水源热泵与其他空调系统的比较
一、几种空调方式运行原理及特点
1、溴化锂吸收式冷热水机组
溴化锂吸收式冷热水机组是以溴化锂为吸收剂，以水为制冷剂，通过水在低压下蒸发吸热而进行制冷的。

常见的溴化锂吸收式制冷机有：单效、双效和直燃式三种。

单效溴化锂吸收式制冷机的主要部件有发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器以及热交换器、屏蔽泵等。

双效吸收式制冷机有高压和低压两个发生器，其他则基本上和单效溴化锂吸收式制冷机组一样。

直燃式冷热水机组实际上是双效吸收式制冷机的另一种形式，其高压发生器的热源不是用高压蒸汽而是用燃气直接燃烧加热，高压发生器实际上是一个火管锅炉，用燃气直接加热溴化锂稀溶液，而产生的冷剂蒸汽作为低压发生器的热源用。

溴化锂吸收式冷热水机组特点：
(1)制冷剂为水，而水是在高真空的情况下蒸发，其真空度是靠溴化
锂溶液不断吸收蒸发的水分而保持的。

(2)冷水温度必须高于零度，为了运行的安全，冷水出口温度不宜低
于3～5℃。

发生器通过加热溴化锂稀溶液，使该溶液得到浓缩后又回到吸收器使用，故溴化锂吸收式制冷必须具备热源。

一般宜用在有廉价的燃料、热源和废热的场合。

(3)冷却水用量比压缩式制冷机大。

(4)除冷剂和溶液循环泵外，基本上无运转部件，所以运行平稳，振
动和噪声小。

(5)设备体积大，耗用金属多，故设备价格偏高，设备的工艺要求极
严，维护保养要求较高。

(6)溴化锂溶液对于金属，特别是黑色金属，在接触空气的情况下具
有强烈的腐蚀性，故一定要保证设备的良好密封性能，并对腐蚀问题给予特别的重视，一般在溴化锂溶液中添加铬酸锂和氢氧化锂作为缓蚀剂。

(7)溴化锂吸收式空调主机寿命较短，约为10年。

(8)溴化锂吸收式空调系统需设空调机房，且其面积较大；冷却塔占
用屋面面积，油罐占地。

(9)有水资源消耗，约为冷却水循环水量的2%～5%。

(10)驱动能源为油或气，有燃烧污染，有一定噪音。

2、空气源热泵(风冷热泵)机组
空气源热泵也就是利用空气作冷热源的热泵，在供热工况下将室外空气作为低温热源，从室外空气中吸收热量，经热泵提高温度送入室内供暖。

空气源热泵根据末端介质的不同分为空气—空气热泵和空气—水热泵。

在空气—空气热泵系统中，热源(制冷运行时为冷却介质)和供热(冷)的介质均为空气，可通过电机驱动和手动操作的换向阀来进行内部切换，以使被空调房间获得热量或冷量。

在该系统中，一个换热盘管作为蒸发器，而另一个作为冷凝器。

在制热循环时，被调的空气流过冷凝器，而室外空气流过蒸发器。

工质换向则成了制冷循环，被调
的空气流过蒸发器而室外空气流过冷凝器。

空气—水热泵系统与空气—空气热泵的区别在于：室内侧采用水作为传热介质。

冬季按制热循环运行，供热水为空调系统采暖；夏季按制冷循环运行，供冷水为空调系统供冷。

制热与制冷循环的切换通过换向阀改变热泵工质的流向实现。

空气源热泵特点：
(1)无需设置冷冻站，但要占用建筑物屋顶面积；
(2)空气源热泵主机寿命较长；
(3)没有水资源消耗；
(4)驱动能源为电能，能将系统较低，约为2.5～3.2；
(5)无燃烧污染，有一定噪音。

(6)在夏季高温和冬季寒冷天气时空气源热泵的效率大大降低，冬季
运行工况，其制热量随室外空气温度降低而减少，因此当室外空气温度较低时，空气源热泵运行条件恶劣，稳定性差，则需要用电或其他辅助热源对空气进行加热；夏季运行工况，其制冷量随室外空气温度升高而降低。

同样可能导致系统不能正常工作。

(7)在供热工况下空气源热泵的蒸发器上会结霜，特别是在寒冷地区
和高湿度地区运行，蒸发器的结霜很严重，为了保证机组正常运行，则需要定期除霜，而除霜也需要消耗大量的能量。

3、水源热泵机组
水源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能，包括地下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。

水源热
泵通过输入少量的高品位能源(如电能)，实现低位热能向高位热能转移。

地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。

通常水源热泵消耗1KW的能量，用户可以得到4KW以上的热量或冷量。

水源热泵根据对低温热源的利用方式的不同，可以分为闭式系统和开式系统两种。

闭式系统是指在水侧为一组闭式循环的换热套客管，该组套管一般水平或垂直埋于地下或地表水域中，通过与土壤或地表水域水换热来实现能量转移。

(其中埋于土壤中的系统又称土壤源热泵，埋于海水中的系统又称海水源热泵)。

开式系统是指从地下或地表抽水后经过换热器直接排放的系统。

在实际应用中，一般按照低温热源的类型和应用方式将水源热泵系统分为以下四类：
（1）地下水热泵系统
也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。

通过建造抽水井群将地下水抽出，通过二次换热或直接送至水源热泵机组，经提取热量或释放热量后，由回灌井群灌回地下。

（2）地表水热泵系统
通过直接抽取或者间接换热的方式，利用包括江水、河水、湖水、水库水以及海水作为热泵冷热源。

（3）水平埋管水源热泵系统
通过中间介质（通常为水或者是加入防冻剂的水）作为热载体，
使中间介质在水平埋于土壤内部的封闭环路（土壤换热器）中循环流动，从而实现与大地土壤进行热交换的目的。

（4）垂直埋管水源热泵系统
通过中间介质（通常为水或者是加入防冻剂的水）作为热载体，使中间介质在垂直埋于土壤内部的封闭环路（土壤换热器）中循环流动，从而实现与大地土壤进行热交换的目的。

水源热泵系统的特点：
（1）属可再生能源利用技术。

地球表面水源和土壤是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳能量，比人类每年利用能
量的500倍还多。

水源热泵技术利用储存于地表浅层近乎无
限的可再生能源，为人们提供供暖空调，当之无愧的成为可
再生能源一种形式。

（2）没有水资源消耗。

水源水经过热泵机组后，只是交换了热量，水质几乎没有发生变化，经回灌至地层或重新排入地表水体
后，不会造成对于原有水源的污染。

可以说水源热泵是一种
清洁能源方式。

（3）不占用建筑物屋顶面积，水井占地，可做地下泵房。

（4）水源热泵主机寿命长；可达25年。

（5）驱动能源为电能，能效系数高，约为 4.6～6.8，则水源热泵方式的能量利用效率要比空气源热泵高出50%以上。

（6）没有冷却塔，不需要小型锅炉，既不产生象冷却塔常见的“军团菌”等污染物，也没有大量粉尘及有害气体等矿物能源燃
烧污染物。

水源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相
当于减少40％以上，与电供暖相比，相当于减少70％以上，
如果结合其它节能措施节能减排会更明显。

（7）地球表面或浅层水源温度较恒定的特性，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。

（8）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；可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等
建筑，更适合于别墅住宅的采暖、空调。

（9）机组紧凑、节省空间；维护费用低；自动控制程度高，可无人值守。

（10）水源热泵系统不受室外气候条件变化的影响，广泛应用于全国各地区，克服了风冷热泵的局限性。

（11）水源热泵的应用会受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响；采用地下水的利用方式，会受到当地地下
水资源的制约，实际上水源热泵并不需要开采地下水，所使
用的地下水可全部回灌，不会对水质产生污染。

4、水冷机组＋燃油（燃气、燃煤）锅炉
此空调方案需设两套系统，夏季制冷，利用水冷机组作为冷源，制取冷冻水供空调末端使用，其冷却水由冷却塔冷却以满足水冷机组的运行；冬季制热，利用燃油（燃气、燃煤）锅炉作为热源以满足用户采暖和要求。

水冷机组＋燃油（燃气、燃煤）锅炉空调系统特点：
（1）冬、夏季冷热源分设，两套系统运行、维护管理复杂。

（2）需设冷冻站及锅炉房，冷却塔占用屋面面积，且油罐占地。

（3）水冷机组寿命较长，约为15年；燃油（燃气、燃煤）锅炉寿命较短，约为10年。

（4）有水资源消耗，约为冷却水循环水量2%。

（5）驱动能源，冬天：燃油（燃气）；夏天：电能。

（6）燃油（燃气、燃煤）锅炉有燃烧污染，在同样供热量的情况下，燃油（燃气）锅炉对环境产生污染物比水源热泵空调系统约高
4倍左右。

燃煤锅炉对环境产生污染物比水源热泵空调系统约
高5倍左右。

（7）水冷机组附属设备冷却塔有一定噪音，且会产生“军团菌”等污染物。

二、热泵与其他采暖、空调系统初投资及运行费用比较
几种采暖及空调系统机房投资比较表
注：1.表中未包括电力增容费用2.燃气锅炉费用中未包括燃气配套费。

几种空调系统投资综和比较表
几种空调系统运行费分析计算表
注：1．运行费用采用满负荷当量法进行计算，其满负荷当量数参考建筑物类型为高级酒店。

三、主要用户实例
江苏中科能凯夫空调有限公司。