水源热泵在供暖系统中的应用

【摘要】随着我国经济的快速发展，水源热泵技术在供暖系统中的运用也越先成熟，但是由于一些厂家为了节约成本以及一些其他问题的原因，导致运用水源热泵技术不当，结果就是导致环境的污染，本文主要阐述了有关我国水源热泵在供暖系统中的应用问题。

【关键词】水源热泵，供暖系统，应用

中图分类号：TS914文献标识码： A

一.前言

随着人们的生活水平逐渐的提高，人们都居住的环境要求也逐渐提高，特别是住宅的供热系统要求有着十分苛刻的要求，水源热泵技术在当今的供暖系统中使用的十分普遍，针对我国水源热泵在供暖系统中的应用进行深入的研究和探讨。

二.水源热泵概念及工作原理

水源热泵系统是地源热泵系统应用的一种形式，水源热泵系统是一种从地下水资源中提取热量的高效、节能、环保、再生的供热（冷）系统，并且具有冬天和夏天两种运行模式。为用户供热时，水源热泵空调系统从水源中提取热能，通过由电能驱动的水源热泵空调主机送到用户室内，以满足用户供热需求。为用户供冷时，水源中央空调系统将用户室内的余热通过水源热泵空调主机转移到水源水中，以满足用户制冷需求。

三.水源热泵系统技术条件及成本分析

1.基本条件

由于是通过水保持周围空气相对恒温，保证水源热泵正常运行最基本条件，需要有充足水源。水源可以是地下水，也可以是地表水。对于我公司各水厂来说，都具备条件采用水源热泵方式取暖条件，可从各水厂的送水泵后接出管线，经过热泵系统后，再送回输水管线。因为热泵系统是通过管道中流水吸收或放出热量，对水没有任何污染。

2.系统投资

水源热泵系统，设备投资比较大，根据环境、地质、水源情况的不同，整个系统包括水源建设投资为240―400元/平方米，由于我们各水厂有现成水源，节省很多水源建设投资。根据水源水温不同，设备价格40―60元/平方米，水源水温低设备价格高。取暖面积大，投资额大，单位面积投资成本减小。集中供暖需有入网费，燃煤锅炉取暖，虽然设备投资比较少，但加上建锅炉房等土建费用，投资额也不少。地源热泵取暖和燃煤锅炉取暖，总投资额相差不大。

3.维护、运行费用

水源热泵取暖，相对普通空调节电达40%左右，因为是用压缩机及制冷剂来进行冷热转换，需由电机拖动，以及用于循环的水泵或风机耗电，用电量比较大，每年运行费用基本在24―28元/平方米，维护费用比较少；集中供暖28元/平方米，没有维护费用；燃煤锅炉取暖28元/平方米以上，需要有一定维护费用。

四.水源热泵的优点

1.安装方便、占地面积小、供热和供冷形式灵活

水源热泵对安装场地要求不高，机房面积远小于常规空调系统，可不必单独建锅炉房，地下室、空余房间等都可以，省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施，节省建筑空间。对于供热和供冷面积较大，可多机组并列运行，提高系统可靠性。因此，近十几年来，水源热泵空调系统在国外等发达国家取得了较快的发展，近几年来，中国的水源热泵使用日趋活跃，使该项技术得到了一定范围的应用，成为一种有效的供热和供冷空调技术。

2.一机多用，应用范围广

水源热泵系统可供暖、空调，还可供生活洗浴热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调及热水器等三套装置或系统。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。不但可以以水管道方式，向外输送热水或冷水；而且可以以空气管道方式，向外输送热气或冷气。

3.创收

在供热能力有一定余量条件下，可以向社会出售洗浴用热水，目前热水价格为30元/立方米左右，高出自来水价很多，由于自来水的水质信誉好，应该有较好市场，将为总公司提供一个新的创收来源。

五.水源热泵的应用分析

水源热泵分为两大类，即水环热泵和地源热泵。后者又分为土壤源热泵和地（表）下水热泵。目前发展较迅速的主要是地（表）下水热泵。其特点是利用浅层低温地能（热），一般温度相对恒定（＜25℃），经过热泵提升至建筑物采暖需要的温度（50～60℃）。热泵能效比高（一般COP可达3～5）。而这种能量地下储量巨大，且可以再生。夏季制冷时，将热量排入地下；冬季供暖时，在地下取热，同时将冷量排入地下，循环利用。

1.水源热泵在工业中的使用分析

在工业的作业中，可以产生出50℃以上的废弃热量，在热量如此巨大的前提下，通过热交换器来利用热能是一种有效的能源再利用方式，但是当废热的温度更低时，就可以考虑利用热泵技术。利用热泵回收工艺热量的方法在国外早已得到应用，通过运行水源热泵设备，不仅可以节约大量的采暖燃料费，而且由于冷却水温度低而平稳，产品产量和质量都得到供暖系统的安全性也得到了提高。

2.水源热泵作为空调制冷系统组成的使用分析

水源热泵可运用于空调制冷方面，在热泵制冷的过程中，水源热泵的制冷剂在蒸发器中吸收载冷剂或空气的热量后发生水的汽化，汽化后低温低压的制冷剂蒸汽被压缩机吸入，并压缩成高温高压的制冷剂蒸汽，后将蒸汽通入冷凝器中，与从深井中抽出的地下水进行热交换，制冷剂释放出的热量被冷却成液体，而热量最终由水路循环转移至地下水或土壤中在整个系统中，热量由室内低温热源不断地向地下水这个高温热源转移，从而向房间内提供了冷气。水源热泵机组在高温时可使用18-35℃的水作为水源，通过地下水对水源进行相应的冷却，以做到空调制冷的效果。

3.水源热泵供暖系统在水厂应用分析

（一）水厂应用水源热泵供暖优势

（1）、水厂有非常充足水源资源，完全能够满足水源热泵水量需要。

（2）、由于减少打井及管道铺设等施工费用，投资成本大幅减少，与建设锅炉房或集中供暖入网费等投资费用基本接近。

（3）、可以从供水主管线上引管取水，通过水源热泵机组后，再送回输水管线中，减少冷水循环泵投资和运行费用。

（4）、由于基本上是自动化运行，不需人工操作，只要不停电，供暖温度基本不变，从根本上解决夜间值班室温度偏低问题。

（二）施工简单、可行

(1)、早期水源热泵供暖，需要水源水温达到12度以上，随着技术的成熟和发展，水源水温已降低到5度，甚至更低。使不论地下水源还是地表水源水厂，都可以使用水源热泵供暖。

（2）、水源热泵取水处应选在输水管线上，通过水源热泵机组后，再送回输水管线中。利用送水泵输出的压力和水量，满足从水中吸收热量需求，又不影响正常供水生产。

（3）、水源热泵机组位置尽可能距取水点近一些，减少水温变化和水头损失。

（4）、水源热泵输出的热水经过循环水泵后，连接到水厂供暖主管线上，水源热泵系统就能正常供暖运行。

六.结束语

总之，水源热泵是目前新兴的，非常先进的制冷、制热设备，具有环保、节能、高效、稳定等优点，随着生产工艺、技术水平不断提高，制造成本逐步降低，将得到广泛应用。所以，针对水源热泵在供暖系统中的应用是有着十分重要的意义。

参考文献：

[1]栾雪志.水源热泵与高效环保节能[J].工业加热,2012(6):60-61.

[2]杨绍胤.水源热泵与节能[J].合理用能技术,2011(5):23-26.

[3]马最良,刘永红.热泵站的现状及在我国应用的前景[J].暖通空调2012,24(5):6-10.

[4]徐伟，等译，朗四维，校.地源热泵工程技术指南.北京:建筑工业出版社，2012.01

[5]侯建松，柴宏强.某度假村水源热泵空调系统的设计方案选择与分析[J].能源工程，2011，6：62-63.

[6]崔海成.地表水水源热泵系统在工程中的应用[J].工程建设与设计，2013，04：1-2.