浅谈水源热泵在城市供冷-供暖中发展及应用

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1、浅谈水源热泵在城市供冷供暖中发展及应用【摘要】现阶段，我国正处于城市化的快速进程中，随着城市人口的增长及人们生活的提升，以环保和节能为主要特征的绿色建筑及相应的供冷供热系统应运而生，从各种循环利用的水源中提取能量、以解决建筑物供冷供热的水源热泵技术，将成为城市供冷供暖的理想选择。水源热泵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。水源热泵由于具有高效、节能等优点而成为极具发展潜力的绿色环保技术。要使水源热泵在我国得到较快的推广和发展，政府部门、科研机构和工程技术人员需要

2、共同努力，借鉴国外的成功经验，解决水源热泵在应用中出现的各种问题。【关键词】水源热泵定义原理应用节能量分析实施要领注意事项中图分类号：TH3文献标识码：A文章编号：一、水源热泵的原理7水源热泵根据对水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盘管，该组盘管一般水平或垂直埋于湖水或海水中，通过与湖水或海水换热来实现能量转移（该组盘管直接埋于土壤中的系统称为土壤源热泵，也是地源热泵的一种）；开式系统是指从地下或地表中抽水后经过换热器直接排放的系统。水源热

3、泵无论是在制热还是制冷过程中均以水为热源和冷却介质，即用切换工质回路来实现制热和制冷的运行。水作为热泵制热、制冷过程的介质，满足以下两个条件即可利用:一是水的温度在7℃-30℃之间，二是水量要充足。水源水可以是各种工业用废水、生活用水、海水、江、河水等，甚至是各种工业余热。提取水中的热（冷）量比较简单易行的方式是打井，利用井泵提取地下水作为循环介质。二、水源热泵技术在建筑中的应用从水源热泵的市场应用看，我国南方的深圳、广州到过渡地区的上海、南京直到北方采暖地区的北京、大连等城市的公共建筑（办公楼、

4、商住楼、商场等），而且住宅建筑上得到了广泛的应用。北京奥运村利用再生水水源热泵空调系统，不需要冷却塔、锅炉房，其能源消耗量是传统锅炉的1/4，更重要的是，它不会排放任何污染物。有业内人士分析，水源热泵技术目前除了被广泛应用于各类民用建筑、公用建筑、军事建筑等所有需要供冷供暖供应洗浴热水的中央空调系统，还涉及到工业领域中冷冻、冷藏、冷却的工艺系统，成为节能减排的重要技术之一。三、水源热泵的缺点、实施要领及注意事项7（一）水源热泵的缺点虽然水源热泵技术具有诸多优点，但是，这种技术也存在明显的先天缺陷，

5、必将妨碍它的实际推广应用。首先，这种抽取地下水的办法需要有丰富的地下水为先决条件，如果地下水位较低，水泵的耗电将大大降低系统的效率。此外，虽然理论上抽取的地下水将回灌到地下水层，但在很多地质条件下回灌的速度大大低于抽水的速度，造成地下水资源的流失。即使能够把抽取的地下水全部回灌，怎样保证地下水层不受污染也是一个棘手的课题。水资源是当前最紧缺、最宝贵的资源，任何对水资源的浪费或污染都是绝对不可允许的。因此，对大面积推广这种技术应采取慎重的态度。（二）实施要领一个土建项目是否能上水源热泵中央空调，取决

6、于该项目所在地是否具有水源。如果有温度适宜、水量恒定的工业尾水、污水中水、地表水、海水等各种形式的水源，则可以直接从上述水源中提取冷热能。如果没有，再考虑地下水方式是否可行。有的地区严重缺乏地下水，有的地区当地政府严禁开采地下水，有的项目在建筑物周边空地根本不具有水井施工的客观条件，所以地下水方式会受到各种因素的限制。为了解决上述问题，在项目前期规划设计阶段，须作如下工作：71、查看建筑物的总平面图，了解建筑物周边是否有理想的水源或空余场地可以用来打井。2、了解当地政府是否允许开凿水源热泵水井，有

7、哪些规定和办理程序。3、通过水利部门和地质勘探部门了解地下水状况、水井工艺要求、打井成本、水质、水量、水温等详细资料。4、如经论证后确认具备条件，水井供应系统图纸设计前一定要在建筑物周边空地开凿一口试验井，为制定整体的水井工艺提供可靠的数据资料。5、通过专业的设计院设计提取水源的工艺，或通过专业的凿井机构确定科学合理的水井施工工艺。要做好每一个水源热泵系统工程，需要建设方、设计单位、供应商、施工单位通力配合，互相交流，认真总结，为水源热泵技术在城市的健康发展打下良性循环的基础。（三）注意事项：1、

8、地下水开采及地下水源的选择问题采用地下水源热泵时，选择水源的原则应为：水量充足，水温适当，水质良好，供水稳定。一项工程所需水量，主要取决于该项工程的冷热负荷和地下水温度，适用的地下水源条件是，水文地质特征为砂、卵石、砾石地层以及裂隙地带；含水层厚度大于5m，冬季地下水温度不低于10℃。7此外，还要注意水质情况，包括含砂量与浑浊度，以及水的化学性质。含砂量与浑浊度高造成机组和管阀磨损，回灌时会造成含水层堵塞，因此，地下水源含砂量应小于20万分之一，向地下含水层回灌水的浑浊度应小于20