浅谈水源热泵技术及应用现状

摘要：随着我国经济的发展，水源热泵技术也进行了逐步稳定的发展，然而我国在这一领域的技术水平仍旧达不到国际先进水平，本文通过探讨水源热泵的工作原理、工作条件、技术特点及应用的现状这几个方面，为我国水源热泵技术的发展提供理论上的指导。

关键词：水源热泵 ,技术, 应用现状

Abstract: with the development of our national economy, water source heat pump technology has also gradually stable development, however in this field of our country still can not reach the technical level of the international advanced level, this paper discusses the working principle, the water source &heat pump working conditions, technical features and application status of the several aspects, for our country the water source &heat pump technology development to provide theoretical guidance.

Keywords: water source heat pump, technology, application situation

中图分类号：D912.29文献标识码：A 文章编号：

近年来，水源热泵空调系统在一些发达国家中有着较大的发展，如今已逐渐形地成了较为完善的水源热泵体系。从20世纪50年代开始，我国就开始了在建筑领域和制造领域对于水源热泵技术的研发。但是，由于种种原因的限制，我国相应研究的速度较为缓慢。这种情况在改革开放之后开始转变，然而能源保护政策的实施、城市结构的变化导致了我国热泵技术在同其他国家的比较中仍旧处于下风。因此，在当今环境下，我国对于热泵技术在环境的改善和能源的再生方面的运用力度应当加强。

而在提升我国相应技术前，应明确水源热泵技术的设计原理、应用条件、技术特点等多方面的问题。

1 水源热泵的设计理念

1. 1 水源热泵的工作原理

在自然环境中，热量的流向是从高温端向低温端。但我们可以通过热泵，将热量流动方向改变为从低温端流向高温端。热泵的工作性质是将热量进行提升和改变的工作装置, 它利用自身消耗的些许能量，通过吸收环境中的热量，以增加自身的热量储备, 而在一系列的热量传输过程中整个热泵只会消耗极为少量的能量，这就使热泵成为节能中的重要的工作机械。水源热泵机组的工作原理是：地球表面如地表水或地下水中蕴含着大量的热量资源，我们通过热泵将其中的热量吸取出来，传入热泵中环流的水中，而加热后的水可以作为进一步传输热量的工具，将热量传入有需求的地方。

2水源热泵在供热过程中所应具备的条件

（1）在水源热泵机组工作地具有稳定足量的水源。水源热泵的水源有多种，具体可将其分为两种形式，即地表水及地下水, 目前应用较多的水源热泵的水源均采用地下水, 地下水作为国家的重要资源之一, 政府对开采与使用有各种限制和法规, 要获取地下水, 须通过有关政府主管部门的批准方可, 并拥有可靠的技术确保地下水回灌。而水源的水量是对水源热泵系统的正常工作有着重要的影响，其所需求的水量多少与建筑物负荷大小等有密切的关系, 在确定方案之前, 应根据水文地质资料合理确定水量, 必要时可先打井做抽水实验, 看看在规定的连续抽水时间内地下水的水位下降是否符合要求, 并根据确定的水量来选定取水井与回灌井的数量。

（2）水源热泵水源需具有合适的水温。水源的温度是决定水源热泵的重要因素。同样的机组, 在不同的水温中提供的冷量和热量也是有巨大差别的。普通情况下的水源热泵对于水源温度的要求范围是：制冷,蒸发器入水温度为10-22e, 制热，冷凝器入水温度为18-40e。

（3）水源中不应含有较多的杂质。在水源含有较多杂质的情况下，水源热泵机组无法进行正常的工作, 同时，水中的杂质会对阀门、主机及其附件构成危害, 尤其对多数热泵厂家采用的板式换热器产生的危害更为严重, 从而影响系统的运行, 但通常可以采取一些处理手段如设置除污器,电子除垢仪, 或在取水井内多设几层过滤装置以减小井水中所含沙尘颗粒直径, 从而满足机组对水质的要求。一般来说, 水源水质不是影响水源热泵机组应用的主要因素。

3水源热泵的技术特点

（1）水源热泵不仅可以向外传输热量，同时也可以作为吸收热量的机械使用，这种两种功效的特点使得热泵的应用范围十分广泛，同时，水源热泵避免了向大气排放烟尘及有害气体, 亦无大量的电力消耗，因此水源热泵可称其为低成本的绿色空调产品。

（2）水源热泵可运用污水处理的水作为水源。城市的污水是一种极易被人忽略的、巨大的热量能源，水源热泵可以通过污水处理后得到的处理水提供相应的热源，通过对水源热泵机组安全运行的保障，污水处理和水源热泵系统完全可以实施互通，而利用原本应废弃的污水是环境保护的重要措施。在许多发达国家，都有一批大型城市污水源热泵系统。在污水处理和水源热泵之间，这些国家已形成一套较完善的处理技术和经验，而值得关注和改进的是，我国在这一领域目前尚未有相应的能源处理系统。

（3）水源热泵机组的工作状况较为平稳，简单，因此可以设计简单的系统。机组运行简单可靠, 维护费用低, 自动控制程度高,使用寿命一般可达10年以上。

（4）住宅的供暖方式出现了分户供暖的趋势，在这一大环境下, 一些热泵生产厂又推出了用于每户使用户式水源热泵机组, 具体应用方式为水源热泵分户设置, 地下水统一供给, 电费按每户的电表计量收取, 水费接每户的水表计量收取, 给物业管理部门的收费工作提供了方便。

（5）水源热泵的机组体积较小，可以安置在较小的空间内，因此，水源热泵的机房面积大大减少, 机组可灵活地安装在任何地方，没有储煤、储油罐等卫生及安全隐患, 机组采用智能化微电脑控制系统, 并有备用手动操作系统, 无需专业人员操控, 完善的电脑控制和多重保护, 使整机运行完全可靠。水源热泵机组从严寒地区至热带地区均适用, 机组适用的水源温度范围较大, 既可以提供温度要求较高的空调用水, 也可以提供同样温度的生活热水, 既可以作为城市区域供热的热源使用, 也可以为办公楼、宾馆、别墅、居民小区等提供中央空调系统。随着居民生活水平的普遍提高, 设有中央空调系统的住宅小区逐渐增多, 而对于这样的小区而言, 地下水水源热泵成为了其最为合适的温度调节选择, 与采用集中供热的住宅小区相比, 初始投资虽然偏高, 但能耗费用低, 设有空调系统小区内的住户冬暖夏凉, 生活品质得到改善, 住户可以接受, 而且其初始投资高出的部分不出数年已为能耗费用的节省所抵消。

（6）水源热泵是一种使用电力工作的机械，而电力没有任何的有害气体排放。因此水源热泵机组地运行没有任何污染,可以建造在居民区内, 没有燃烧、排烟、废弃物提高居民区环境的质量, 更加有利于居民的居住和生活。

4水源热泵的应用现状

4.1水源热泵在工业中的使用

在工业作业中，蒸汽和热水被广泛地使用，而这种大量的使用也造成了能源的巨大浪费。大多数能量被排放出去，为解决这一问题，在工业中可使用水源热泵，以节约能源，增加能源使用率。

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。

4.2水源热泵作为空调制冷系统组成的使用

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。

5结语

水源热泵技术是一项我国尚未完全发展的技术，同时也是一项在国家经济环境发展中急需发展的技术，通过明确水源热泵机组的工作原理，理解其工作条件及工作特点，明确其在各项领域中的使用现状，可以有效地发展我国的水源热泵技术，从而增强我国经济环保水平。

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