（一）水源熱泵的概念
水源熱泵是利用地球水所儲(chǔ)藏的太陽能資源作為冷、熱源，進(jìn)行轉(zhuǎn)換的空調(diào)技術(shù)。水源熱泵可分為地源熱泵和水環(huán)熱泵。地源熱泵包括地下水熱泵、地表水（江、河、湖、海）熱泵、土壤源熱泵；利用自來水的水源熱泵習(xí)慣上被稱為水環(huán)熱泵。
（二）水源熱泵的原理
地球表面淺層水源（一般在1000 米以內(nèi)），如地下水、地表的河流、湖泊和海洋，吸收了太陽進(jìn)入地球的相當(dāng)?shù)妮椛淠芰?，并且水源的溫度一般都十分穩(wěn)定。水源熱泵技術(shù)的工作原理就是：通過輸入少量高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。水體分別作為冬季熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源，即在夏季將建筑物中的熱量“取”出來，釋放到水體中去，由于水源溫度低，所以可以高效地帶走熱量，以達(dá)到夏季給建筑物室內(nèi)制冷的目的；而冬季，則是通過水源熱泵機(jī)組，從水源中“提取”熱能，送到建筑物中采暖。
（三）水源熱泵的優(yōu)點(diǎn)
水源熱泵與常規(guī)空調(diào)技術(shù)相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、高效節(jié)能
水源熱泵是目前空調(diào)系統(tǒng)中能效比（COP值）最高的制冷、制熱方式，理論計(jì)算可達(dá)到7，實(shí)際運(yùn)行為4～6。水源熱泵機(jī)組可利用的水體溫度冬季為12～22℃，水體溫度比環(huán)境空氣溫度高，所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高。而夏季水體溫度為18～35℃，水體溫度比環(huán)境空氣溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，使得冷卻效果好于風(fēng)冷式和冷卻塔式，從而提高機(jī)組運(yùn)行效率。水源熱泵消耗1kW.h的電量，用戶可以得到4.3～5.0kW.h的熱量或5.4～6.2kW.h的冷量。與空氣源熱泵相比，其運(yùn)行效率要高出20～60％，運(yùn)行費(fèi)用僅為普通中央空調(diào)的40～60％。
2、屬可再生能源利用技術(shù)
水源熱泵是利用了地球水體所儲(chǔ)藏的太陽能資源作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。其中可以利用的水體，包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水體不僅是一個(gè)巨大的太陽能集熱器，收集了47％的太陽輻射能量，比人類每年利用能量的500倍還多（地下的水體是通過土壤間接的接受太陽輻射能量），而且是一個(gè)巨大的動(dòng)態(tài)能量平衡系統(tǒng)，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散的相對(duì)的均衡。這使得利用儲(chǔ)存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為可能。所以說，水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)。
3、節(jié)水省地
以地表水為冷熱源，向其放出熱量或吸收熱量，不消耗水資源，不會(huì)對(duì)其造成污染；省去了鍋爐房及附屬煤場(chǎng)、儲(chǔ)油房、冷卻塔等設(shè)施，機(jī)房面積大大小于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)，節(jié)省建筑空間，也有利于建筑的美觀。
4、環(huán)保效益顯著
水源熱泵機(jī)組供熱時(shí)省去了燃煤、燃?xì)狻⑷挥偷儒仩t房系統(tǒng)，無燃燒過程，避免了排煙、排污等污染；供冷時(shí)省去了冷卻水塔，避免了冷卻塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以，水源熱泵機(jī)組運(yùn)行無任何污染，無燃燒、無排煙，不產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣和煙塵，不會(huì)產(chǎn)生城市熱島效應(yīng)，對(duì)環(huán)境非常友好，是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品。
5、一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣
水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。特別是對(duì)于同時(shí)有供熱和供冷要求的建筑物，水源熱泵有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。不僅節(jié)省了大量能源，而且用一套設(shè)備可以同時(shí)滿足供熱和供冷的要求，減少了設(shè)備的初投資。其總投資額僅為傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的60%，并且安裝容易，安裝工作量比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)少，安裝工期短，更改安裝也容易。水源熱泵可應(yīng)用于賓館、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等建筑，小型的水源熱泵更適合于別墅、住宅小區(qū)的采暖、供冷。
6、運(yùn)行穩(wěn)定可靠，維護(hù)方便
水體的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定，其波動(dòng)的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的變動(dòng)，水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性；采用全電腦控制，自動(dòng)程度高。由于系統(tǒng)簡(jiǎn)單、機(jī)組部件少，運(yùn)行穩(wěn)定，因此維護(hù)費(fèi)用低，使用壽命長(zhǎng)。
7、符合國(guó)家政策，獲得政策性支持
國(guó)家十分重視可再生能源開發(fā)利用工作，《中華人民共和國(guó)可再生能源法》已于2006年1月1日起實(shí)施；同時(shí)，在《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中，又把大力發(fā)展和規(guī)?；瘧?yīng)用新能源和可再生能源作為能源領(lǐng)域的優(yōu)先發(fā)展主題。從國(guó)家立法和發(fā)展戰(zhàn)略的高度，對(duì)可再生能源的發(fā)展應(yīng)用予以強(qiáng)力推動(dòng)。
日前,國(guó)家財(cái)政部、建設(shè)部發(fā)文《關(guān)于推進(jìn)可再生能源在建筑中應(yīng)用的實(shí)施意見》以及《可再生能源建筑應(yīng)用專項(xiàng)資金管理暫行辦法》，明確指出“十一五”期間，可再生能源應(yīng)用面積占新建建筑面積比例為25%以上，到2020年，可再生能源應(yīng)用面積占新建建筑面積比例為50%以上，這為我國(guó)水源熱泵的發(fā)展提供了良好的環(huán)境和強(qiáng)勁的動(dòng)力。
（三）水源熱泵的應(yīng)用限制
象任何事物一樣，水源熱泵也不是十全十美的，更不是萬能的。其應(yīng)用也會(huì)受到制約。
1、可利用的水源條件限制
水源熱泵理論上可以利用一切的水資源，其實(shí)在實(shí)際工程中，不同的水資源利用的成本差異是相當(dāng)大的。所以在不同的地區(qū)是否有合適的水源成為水源熱泵應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵。目前的水源熱泵利用方式中，閉式系統(tǒng)一般成本較高。而開式系統(tǒng)，能否尋找到合適的水源就成為使用水源熱泵的限制條件。對(duì)開式系統(tǒng)，水源要求必須滿足一定的溫度、水量和清潔度。
2、水層的地理結(jié)構(gòu)的限制
對(duì)于從地下抽水回灌的使用，必須考慮到使用地的地質(zhì)的結(jié)構(gòu)，確?？梢栽诮?jīng)濟(jì)條件下打井找到合適的水源，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和土壤的條件，保證用后尾水的回灌可以實(shí)現(xiàn)。
3、投資的經(jīng)濟(jì)性
由于受到不同地區(qū)、不同用戶及國(guó)家能源政策、燃料價(jià)格的影響，水源的基本條件的不同；一次性投資及運(yùn)行費(fèi)用會(huì)隨著用戶的不同而有所不同。雖然總體來說，水源熱泵的運(yùn)行效率較高、費(fèi)用較低。但與傳統(tǒng)的空調(diào)制冷取暖方式相比，在不同地區(qū)不同需求的條件下，水源熱泵的投資經(jīng)濟(jì)性會(huì)有所不同。
水源熱泵技術(shù)在應(yīng)用中需要注意的問題
環(huán)境污染和能源危機(jī)已成為當(dāng)今社會(huì)的兩大難題，開發(fā)利用天然冷、熱源能夠?yàn)榭照{(diào)帶來節(jié)能和環(huán)保雙重效益，因而越來越受到人們的重視，水源（地溫）熱泵系統(tǒng)正是同時(shí)具備這些要求的一種中央空調(diào)技術(shù)。水源（地溫）熱泵利用地表水作為冷熱源，夏季水體溫度比環(huán)境空氣溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，使得冷卻效果好于風(fēng)冷式和冷卻塔式，冬季水體溫度比環(huán)境空氣溫度高，熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高；不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點(diǎn)問題。在利用水源（地?zé)幔岜脮r(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：在采用水源熱泵技術(shù)時(shí)，前期的水文分析尤為重要，必須根據(jù)地下水源實(shí)際情況，進(jìn)行可行性的研究分析。適用的原則：水量充足、水溫適當(dāng)、水質(zhì)良好、供水穩(wěn)定、回灌可靠。因此，前期的認(rèn)真、科學(xué)的水文地質(zhì)勘探工作是非常必要的。水源熱泵中央空調(diào)主機(jī)，是冷熱源的核心，它的質(zhì)量好壞直接影響整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和使用效果。建議選用國(guó)內(nèi)外有良好信譽(yù)的廠家，尤其是技術(shù)質(zhì)量?jī)?yōu)、生產(chǎn)歷史久、售后服務(wù)好的知名品牌。眾所周知，水源熱泵空調(diào)的能效比（COP值，約等于輸出功率／輸入電功率）高于常規(guī)空調(diào)，但也有極限，一般在4、6，但國(guó)內(nèi)某些廠家標(biāo)稱其熱泵機(jī)組能效比可達(dá)到7、8之多，甚至少數(shù)還有11、12。這是不符合實(shí)際、不科學(xué)的，是對(duì)用戶的極端不負(fù)責(zé)任，是一種欺騙行為。水源熱泵的關(guān)鍵技術(shù)在于水井。水井的成井工藝極為重要，必須要求是大口徑鋼制管井。法國(guó)CIAT在水井方面有獨(dú)到的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際使用時(shí)可比傳統(tǒng)方式節(jié)省部分井水用量，并能夠成功實(shí)現(xiàn)同抽同灌。由于水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)使用率極高，因此對(duì)設(shè)備的性能、質(zhì)量要求也比較高，各種輔助設(shè)備和材料的合理匹配也是獲得良好效果的基礎(chǔ)。CIAT的一貫作風(fēng)是施工中保持較高的工程水平，選用優(yōu)質(zhì)設(shè)備材料，將工程做成展示、宣傳窗口，為業(yè)主帶來更佳的社會(huì)效益。中央空調(diào)系統(tǒng)是一項(xiàng)長(zhǎng)期使用、可靠性要求高的工程，必須可以長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，保證使用效果。在設(shè)計(jì)和施工中首要考慮的是嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，確保工程的質(zhì)量，并符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，無論方案設(shè)計(jì)還是設(shè)備選用、工程施工、打井回灌等各個(gè)環(huán)節(jié)都必須圍繞著這個(gè)中心進(jìn)行。
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