簡(jiǎn)介

水源熱泵空調(diào)打井鉆孔，水源熱泵技術(shù)的概念和工作原理，并與鍋爐和空氣源熱泵在能源利用角度作了對(duì)比，得出水源熱泵技術(shù)是利用可再生能源的一種技術(shù)。隨后，詳細(xì)地描述了水源熱泵的特點(diǎn)并介紹了國內(nèi)外關(guān)于地源應(yīng)用的基本情況和中國目前水源熱泵開發(fā)應(yīng)用的前景，zui后，水源熱泵的技術(shù)特點(diǎn)和中國水源熱泵推廣應(yīng)用中的一些問題。  水源熱泵技術(shù)的概念和工作原理  水源熱泵技術(shù)是利用地球表面淺層水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太陽能和地?zé)崮芏纬傻牡蜏氐臀粺崮苜Y源，并采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移的一種技術(shù)。  

地球表面淺層水源如深度在1000米以內(nèi)的地下水、地表的河流和湖泊和海洋中，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。水源熱泵機(jī)組工作原理就是在夏季將建筑物中的熱量轉(zhuǎn)移到水源中，由于水源溫度低，所以可以高效地帶走熱量，而冬季，則從水源中提取能量，由熱泵原理通過空氣或水作為載冷劑提升溫度后送到建筑物中。通常水源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量。水源熱泵根據(jù)對(duì)水源的利用方式的不同，可以分為閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)兩種。閉式系統(tǒng)是指在水側(cè)為一組閉式循環(huán)的換熱套管，該組套管一般水平或垂直埋于地下或湖水海水中，通過與土壤或海水換熱來實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移。（其中埋于土壤中的系統(tǒng)又稱土壤源熱泵，埋于海水中的系統(tǒng)又稱海水源熱泵）。開式系統(tǒng)是指從地下抽水或地表抽水后經(jīng)過換熱器直接排放的系統(tǒng)。  

與鍋爐（電、燃料）和空氣源熱泵的供熱系統(tǒng)相比，水源熱泵具明顯的優(yōu)勢(shì)。鍋爐供熱只能將90％～98％的電能或70～90%的燃料內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱量，供用戶使用，因此地源熱泵供熱采暖要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省二分之一以上的能量；由于水源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定，一般為10～25℃，其制冷、制熱系數(shù)可達(dá)3.5～4.4，與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，要高出40％左右，其運(yùn)行費(fèi)用為普通*空調(diào)的50～60％。因此，近十幾年來，尤其是近五年來，水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北美如美國、加拿大及中、北歐如瑞士、瑞典等國家取得了較快的發(fā)展，中國的水源熱泵市場(chǎng)也日趨活躍，可以預(yù)計(jì)，該項(xiàng)技術(shù)將會(huì)成為21世紀(jì)zui有效的供熱和供冷空調(diào)技術(shù)。  

在中國的傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)概念中，由于國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和政策的影響，在相當(dāng)長的時(shí)期中，北方一般以燃煤鍋爐解決冬季取暖問題，在南方以水冷機(jī)組解決夏季制冷問題。在二十世紀(jì)八十年代以后，制冷機(jī)組的方式開始多樣化，此時(shí)，出現(xiàn)了溴化鋰機(jī)組、風(fēng)冷機(jī)組，機(jī)組的容量也從原有的大中型機(jī)組過渡為大中小型機(jī)組，在二十世紀(jì)九十年代以后，對(duì)于取暖方式也開始有新的嘗試和探討，特別是隨著可持續(xù)發(fā)展和公眾環(huán)保意識(shí)的提高，世界和中國能源利用的結(jié)構(gòu)都正在轉(zhuǎn)變，從原有的煤、石油取暖過渡到以天然氣及電等清潔能源。北京作為大氣污染zui為嚴(yán)重的城市之一，其治理大氣污染的政策中就包括能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，從以煤為主改為天然氣和電力替代能源。但是，替代能源雖然可以部分解決大氣污染的問題，可是天然氣和石油等都屬于*的能源，從可持續(xù)發(fā)展的角度看，必須提高能源利用效率或者尋找可以再生的能源，而水源熱泵機(jī)組就是比較理想的一種設(shè)備。水源熱泵技術(shù)介紹及工作原理  水源熱泵技術(shù)是利用地球表面淺層水源中吸收的太陽能和地?zé)崮芏纬傻牡蜏氐臀粺崮苜Y源，并采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移的一種技術(shù)。 地球表面淺層水源（地下水、河流、湖泊、海洋等）中吸收了太陽進(jìn)入地球的相當(dāng)?shù)妮椛淠芰浚⑶宜吹臏囟纫话愣际址€(wěn)定。水源熱泵*空調(diào)系統(tǒng)是由末端系統(tǒng)，水源熱泵*空調(diào)主機(jī)系統(tǒng)和水源熱泵水系統(tǒng)三部分組成。冬季為用戶供熱時(shí)，水源熱泵*空調(diào)系統(tǒng)從水源中提取低品位熱能，通過電能驅(qū)動(dòng)的水源熱泵*空調(diào)主機(jī)（熱泵）“泵”送到高溫?zé)嵩?，以空氣或水作為載冷劑提升溫度后送到建筑物中滿足用戶供熱需求。夏季為用戶供冷時(shí)，水源熱泵*空調(diào)系統(tǒng)將用戶室內(nèi)的余熱通過水源*空調(diào)主機(jī)（制冷）轉(zhuǎn)移到水源水中，由于水源溫度低，所以可以高效地帶走熱量，以滿足用戶制冷需求。通常水源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量。   

水源熱泵空調(diào)打井鉆孔，水源熱泵的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

屬于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。所以說水源熱泵是一種清潔的可再生能源的技術(shù)。

高效節(jié)能  

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，機(jī)組效率提高。

，運(yùn)行穩(wěn)定可靠  

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)。是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源，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。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點(diǎn)問題。 環(huán)境效益顯著  水源熱泵的使用電能，電能本身為一種清潔的能源，但在發(fā)電時(shí)，消耗一次能源并導(dǎo)致污染物和二氧化碳溫室氣體的排放。所以節(jié)能的設(shè)備本身的污染就小。設(shè)計(jì)良好的水源熱泵機(jī)組的電力消耗，與空氣源熱泵相比，相當(dāng)于減少30％以上，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70％以上。水源熱泵機(jī)組的運(yùn)行沒有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地，且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。

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。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的采暖、空調(diào)。  

自動(dòng)運(yùn)行  

水源熱泵機(jī)組由于工況穩(wěn)定，所以可以設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，部件較少，機(jī)組運(yùn)行簡(jiǎn)單可靠，維護(hù)費(fèi)用低；自動(dòng)控制程度高，使用壽命長可達(dá)到15年以上。水源熱泵在各國的發(fā)展應(yīng)用  美國計(jì)劃到2001年達(dá)到每年安裝40萬臺(tái)地源熱泵的目標(biāo)，其中，水源熱泵占15%，屆時(shí)將降低溫室氣體排放1百萬噸，相當(dāng)于減少50萬輛汽車的污染物排放或種植樹1百萬英畝，年節(jié)約能源費(fèi)用達(dá)4.2億美元，此后，每年節(jié)約能源費(fèi)用再增加1.7億美元。 美國的水源熱泵的研究和應(yīng)用更偏重用于住宅和商業(yè)小型系統(tǒng)（20RT以下），多采用水-空氣系統(tǒng)，如大家熟知的TRANE 等推出的產(chǎn)品。在大型建筑方面，美國推行WLHP系統(tǒng)，即水環(huán)熱泵系統(tǒng)。  

與美國的地源熱泵發(fā)展有所不同，中、北歐如瑞典、瑞士、奧地利、德國等國家主要利用淺層地?zé)豳Y源，地下土壤埋盤管（埋深<400米深）的地源熱泵，用于室內(nèi)地板輻射供暖及提供生活熱水。據(jù)1999年的統(tǒng)計(jì)，為家用的供熱裝置中，地源熱泵所占比例，瑞士為96％，奧地利為38％，丹麥為27％。 同時(shí)，中、北歐海水源熱泵的研究和應(yīng)用也比較多。  

中國zui早在50年代，就曾在上海、天津等地嘗試夏取冬灌的方式抽取地下水制冷，天津大學(xué)熱能研究所呂燦仁教授就開展了我國熱泵的zui早研究，1965年研制成功國內(nèi)*臺(tái)水冷式熱泵空調(diào)機(jī)。目前，國內(nèi)的清華大學(xué)、天津大學(xué)、重慶建筑大學(xué)、天津商學(xué)院、*廣州能源研究所等多家大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)都在對(duì)水源熱泵進(jìn)行研究。 目前，世界特別看好中國的市場(chǎng)。美國能源部和中國*于1997年11月簽署了中美能源效率及可再生能源合作議定書，其中主要內(nèi)容之一是“地源熱泵”，該項(xiàng)目擬在中國的北京、杭州和廣州3個(gè)城市各建一座采用地源熱泵供暖空調(diào)的商業(yè)建筑，以推廣運(yùn)用這種“綠色技術(shù)”，緩解中國對(duì)煤炭和石油的依賴程度，從而達(dá)到能源資源多元化的目的。據(jù)稱“華亭嘉園”即是此項(xiàng)目的應(yīng)用。2000年6月１９至２３日在北京由國家*高新技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化司召開了中美地?zé)岜眉夹g(shù)交流會(huì)，會(huì)議的主題就是“提供運(yùn)用地源熱泵技術(shù)為住宅小區(qū)或公用樓宇采暖制冷，大幅降低運(yùn)行費(fèi)用的節(jié)能解決方案”的主題。 

地源熱泵安裝的前期準(zhǔn)備工作

1. 用戶在收到貨物后，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)檢查，以確認(rèn)機(jī)組型號(hào)是否正確，在運(yùn)輸

過程中是否出現(xiàn)損壞，并確認(rèn)所有預(yù)定的零配件是否均已收到。如有損壞，應(yīng)立即告

知送貨人，如果出現(xiàn)表面損傷以外的問題，應(yīng)立即通知當(dāng)?shù)劁N售公司。

注意：機(jī)組不允許露天存放且無有效的遮蔽措施，機(jī)組不允許沖洗。

2. 機(jī)組應(yīng)有機(jī)房，并應(yīng)采取措施將機(jī)組運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量從機(jī)房排走，通風(fēng)

量能夠維持室溫不超過40℃的要求。

3. 機(jī)組應(yīng)安裝在不變形的剛性底座或混凝土基礎(chǔ)上，該基礎(chǔ)應(yīng)表面平整，應(yīng)能承

受機(jī)組運(yùn)行時(shí)的重量。見機(jī)組基礎(chǔ)參考圖。

4. 機(jī)組基礎(chǔ)四周應(yīng)有排水溝等足夠排放能力的排水措施，以便季節(jié)性停止運(yùn)行或

維修時(shí)排放系統(tǒng)中的水。

5. 機(jī)房應(yīng)有足夠的空間以便機(jī)組的安裝和維修保養(yǎng)，機(jī)房應(yīng)有足夠的拔管空間；

同時(shí)壓縮機(jī)上方不應(yīng)敷設(shè)管道及線管。

6. 應(yīng)準(zhǔn)備的材料及工具：軟接頭、防震軟墊、吊裝設(shè)備、吊裝橫梁、吊鏈、千斤

頂、滑動(dòng)墊木、墊滾、撬棒。