地表水源热泵理论及应用

水源热泵技术介绍及工作原理

水源热泵技术介绍及工作原理 水源热泵技术是利用地球表面浅层水源中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。 地球表面浅层水源（地下水、河流、湖泊、海洋等）中吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵中央空调系统是由末端系统，水源热泵中央空调主机系统和水源热泵水系统三部分组成。冬季为用户供热时，水源热泵中央空调系统从水源中提取低品位热能，通过电能驱动的水源热泵中央空调主机（热泵）“泵”送到高温热源，以空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中满足用户供热需求。夏季为用户供冷时，水源热泵中央空调系统将用户室内的余热通过水源中央空调主机（制冷）转移到水源水中，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以满足用户制冷需求。通常水源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。 水源热泵的特点及优势 属于可再生能源利用技术 水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体，包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳辐射能量，比人类每年利用能量的500倍还多（地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量），而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说水源热泵是一种清洁的可再生能源的技术。 高效节能 水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12-22℃，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体为18-35℃，水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高。

污水源热泵在污水处理厂中的应用

污水源热泵在污水处理厂的应用 [摘要] 伴随着污水处理行业在我国的飞速发展和广泛重视，污水源热泵技术的发展更形成了一个新的高潮，目前面临着全球性质的能源危机，多项节能环保的技术及措施得到了各国的认可与推崇，水源热泵技术占有着一席之地，其中在全国范围内，污水源热泵技术已广泛的应用在各大污水处理厂之中。 [关键词] 污水源热泵；污水处理厂；热泵技术的应用 伴随着污水处理行业在我国的飞速发展和广泛重视，污水源热泵技术的发展更形成了一个新的高潮，目前面临着全球性质的能源危机，多项节能环保的技术及措施得到了各国的认可与推崇，水源热泵技术占有着一席之地，其中在全国范围内，污水源热泵技术已广泛的应用在各大污水处理厂之中。 污水源热泵系统利用污水中的能量，以污水作为热源，通过热泵机组将低品位水中难以直接利用的能源提取出来，供冬季供暖或夏季制冷使用。按照其使用的污水的状态可分为以原生水或二级出水或中水作为热源，一般污水处理厂采用二级出水作为热源。 一、污水源热泵技术的特点 （1）使用污水源热泵技术供热采暖或制冷对大气及环境无任何污染，而且高效节能，属于绿色环保技术和装置，符合目前我国能源、环保的基本政策，对用户本身也无形中起到自我宣传的作用。以周边供暖面积157万平方米的沈阳北部污水处理厂为例，按冬季供暖室内温度达到16℃、以每平方米平均耗煤45公斤的经验值估算，仅这157万平方米的供暖面积改用污水源热泵供暖后，一个采暖期就可以减少使用燃冬季供暖室内温度达到16℃、以每平方米平均耗煤45公斤的经验值估算，仅这157万平方米的供暖面积改用污水源热泵供暖后，一个采暖期就可以减少使用燃煤7万吨，减排二氧化硫700吨、烟尘500吨、二氧化碳14万吨。 （2）热泵机组可以达到一机两用的效果，即冬季利用热泵采暖，夏季进行制冷。既节约了制冷机组的费用，有节省了锅炉房的占地面积，同时达到了环保。污水源热泵比燃煤锅炉环保，污染物的排放比空气源热泵减少40%以上，比电供热减少70%以上。它节省能源，比电锅炉加热节省2/3以上的电能，比燃煤锅炉节省1/2以上的燃料。由于污水源热泵的热源温度全年较为稳定，其制冷、制热系数比传统的空气源热泵高出40%左右，运行费用仅为普通中央空调的30%~55%。（3）污水源热泵具有热量输出稳定、COP值高、换热效果好、环保效益显著，水源热泵机组供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，无燃烧过程，避免了排烟、排污等污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以，水源热泵机组运行无任何污染，无燃烧、无排烟，不产生废渣、废水、废气和烟尘，不会产生城市热岛效应，对环境非常友好，是理想的绿色环保产品。 二、热泵技术在污水处理厂中的应用 （1）污水源热泵系统的工作原理 污水源热泵系统，是利用其压缩机的作用，通过消耗一定的辅助能量(如电能)，在污水中吸取较低温热能，然后转换为较高温热能释放至循环介质(如水、空气)中成为高温热源输出。在此因压缩机的运转做工而消耗了电能，压缩机的运转使不断循环的制冷剂在不同的系统中产生的不同的变化状态和不同的效果

水源热泵工作原理

水源热泵工作原理 地下水井系统，即水源热泵。它以水为介质来提取能量实现制热和制冷的一个或一组系统。针对水源热泵机组，就是通过消耗少量高品位能量，将地表水中不可直接利用的低品味热量提取出来，变成可以直接利用的高品位能源的装置。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。经过严格测试及不同地区热泵的应用实例测算，。水源热泵制热的性能系数在3.1–4.7之间，制冷的性能系数在3.5–6.7之间。 地球表面浅层水源（如深度在1000米以内的地下水、地表的河流、湖泊和海洋）吸收了太阳进入地球的辐射能量，这些水源的温度一般都十分稳定。 水源热泵机组工作原理就是在夏季将建筑物中的热量转移到水源中，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，而冬季，则从水源中提取能量，由热泵原理通过空气或水作为制冷剂提升温度后送到建筑物中，通常水源热泵水泵消耗1kw的能量，用户可以得到4kw 以上的热量或冷量。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。然而，更为方便的是由水回路中的三通阀来完成。虽然在水源热泵系统中水源直接进入蒸发器（制冷时为冷凝器），在某些场合，为避免污染封闭的冷水系统（通常是处理过的），需间接地用一个换热器来供水；另一种方法是利用封闭回路的冷凝器水系统，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。冬季时，以地下水为“热源”，源源不断的将7℃以上的地下水通过热泵机组的蒸发器提出大约4℃以上的热量，使其降至3℃再注回地下，水在地下渗流过程中又吸收地下热量，温度又升至7℃以上，然后又被提升上来，如此不断循环，机组吸收的热量再被机组的冷凝器释放出来，用以加热供暖的水系统，使供水温度可达55℃以上，此温度称为空调供暖（国家标准45℃）的最佳温度，；夏季时，利用地下水（水温低于14℃）做冷却水，而常规制冷设备是利用冷却塔循环冷却，水温一般都在30℃～40℃，夏季的地下水只有14℃～18℃，

污水源热泵文献综述

城市污水源热泵的探析 摘 要：随着全球气候变化、不可再生能源的日益枯竭问题的日益凸显，节能与环保重要性更加突出。城市污水作为一种清洁能源，对其所携带的废热的利用的研究受到国内外专家的关注。污水源热泵技术作为一种新型能源技术，可充分利用污水中得废热，实现污水的资源化。本文简要介绍了我国污水资源的现状，污水源热泵的工作原理、分类，污水源热泵系统在国内外研究现状，分析了污水热泵节能环保方面的优势,以及污水源热泵当前遇到的难题及解决方法。 关键词：节能环保； 污水源热泵； 废热利用； 经济 0、前言 随着经济的迅速发展、人口的增加、常规能源的大量消耗，能源供需形式日趋紧张。能源资源短缺对世界经济发展的约束性日益突出。据世界能源年鉴数据统计，截止到2010年，中国石油可采储量为148亿吨，占世界总量的1.1%，世界排名第14；天然气可采储量为2.8万亿立方米，占世界总量的1.5%，世界排名第14；煤炭储量为1145万吨，占世界总量的66.8%，世界排名第3。可见中国能源储量在总量十分丰富。但是人均水平却只相当于世界人均水平的 6.4%、5.6%、66.8%，人均资源储量非常，远远低于世界水平。 20世纪50年代以来,中国的能源工业开始发展，特别是改革开放以后，能源的开采和供给能力不断的增强，促进经济的快速发展；20世纪90年代末，能源对外开放和投入的增加缓解了能源对经济发展的制约。1993年，中国成为石油净进口国，1996年中国成为原油净进口国；21世纪以来，能源供需形势又日趋紧张，中国经济面临着能源的严重挑战 [1]。中国能源的开采和供需面临着资源约束，特别石油是对外依存度的提高[2]。 能源的短缺严重制约着中国经济的发展，开发洁净能源和可再生能源越来越受到国内外专家学者的关注。高污染、高耗能、低效益的发展模式不仅极大的浪费了一次性资源，对环境的污染也非常严重，因而改善能源结构、提高能源利用率尤为重要。对开发地热能、太阳能等新能源、煤炭净化、余热回收等研究的推广称为如今的热点。 一．余热利用 余热利用是指回收生产工艺过程中排出的具有高于环境温度的气态（如高温废气）、液态（如冷却水、生活废水）、固态（如各种高温钢材）物质所载有的热能，并加以重复利用的过程。余热是能源利用过程中没有被利用的、废弃的能源，它包括高温废气余热、冷却介质余热、废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余热等七种。 我国余热普遍存在，特别冶金、化工、纺织等行业的生产过程中、城市排放生活污水中存着这丰富的余热资源。这些余热余压以及其它没有得到利用的余能不仅造成能源的浪费，而且还污染了环境。 1.1工业余热 统计数据表明，我国工业余热资源的回收率仅为33.5% [3]。回收利用潜力巨大。城市消耗了全球近60% 的水资源，它排放的污水中的余热巨大，回收价值高。 工业余热按照能量形态分为三大类，即载热性余热、可燃性余热和有压性余热。 （1）载热性余热 载热性余热指的是工业生产过程中排出的废气和物料、产物等所带走得高温热以及化学反应热等。例如：燃气轮机、内燃机等动力机械的排气，钢厂产品所携带的热，钢厂厂冷却水、凝结水所携带的显热，炉窑产生的高温烟气、高温炉渣、高温产品等。 （2）可燃性余热

水源热泵与地源热泵优缺点的比较

水源热泵与地源热泵优缺点的比较 一、水源热泵深井技术介绍 1、水源热泵原理 地下水是一个巨大的天然资源，其热惰性极大，全年的温度波动很小，一般说来，埋藏于地表20M以下的浅表层地下水可常年维持在该地区年平均温度左右，是理想的天然冷热源。水源热泵系统正是利用地下水的特性而工作的一种新型节能空调。在水源热泵的水井系统中，水源热泵一般成井深度为50米到300米，因为此部分地下水主要由地表水补给，且不适宜饮用，故用于水源热泵中央空调是极佳选择水源中央空调系统的是由末端（室内空气处理末端等）系统，水源中央空调主机（又称为水源热泵）系统和水源水系统三部分组成。 为用户供热时，水源中央空调系统从水源中中提取低品位热能，通过电能驱动的水源中央空调主机（热泵）“泵”送到高温热源，以满足用户供热需求。为用户供冷时，水源中央空调将用户室内的余热通过水源中央空调主机（制冷）转移到水源中，以满足用户制冷需求。 1.1系统原理图：制热工况为例（制冷工况可通过阀门切换来实现，即使水源水进冷凝器，蒸发器的冷冻循环水接用户系统），系统原理见下图：

分类：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套管，该组套管一般水平或垂直埋于地下或湖水海水中，通过与土壤或海水换热来实现能量转移。 开式系统也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。通过建造抽水井群将地下水抽出，通过二次换热或直接送至水源热泵机组，经提取热量或释放热量后，由回灌井群回地下。． 水源热泵原理图：

深井回灌开式环路

地下水平式封闭环路 2.水源热泵优点 2.1高效节能 水源热泵是目前空调系统中能效比(COP值)最高的制冷、制热方式，。4~6，实际运行为7理论计算可达到． 水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12~22℃，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体温度为18~35℃，水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温

江水源热泵的应用及设计研究现状

江水源热泵的应用与研究现状 1前言 江水具有很好的宏观热能特征，将其作为热泵冷热源为建筑物供暖供冷前景巨大，在国内引起了广泛关注，目前也有一些应用案例。相比各类空气源热泵，江水源热泵能够获得更高的能效，并能缓解城市热岛效应。 长江流域处于夏热冬冷地区[1]，冬夏季空调负荷较大。随着经济的增长、人民生活水平的提高，空调系统必将普及，空调负荷必将大幅增长。水源热泵机组在冬季采集来自湖水、河水、地下水及地热尾水，甚至工业废水污水中的低品位热能供给室内取暖；在夏季则把室内的热量取山，释放到水中，制取冷水达到夏季空调供冷的目的。江水源热泵利用长江水作为系统的冷热源，效率高，且不需冷却塔和锅炉等设备，机房占用面积小，不向大气排放污染物及热量，改善室内环境及城市环境。充分利用长江水资源不仪能够人幅度降低冬夏季空调能耗，而且降低电网及燃气的供应尖峰，达到高效、节能、环保的目的。本文还综述了该领域目前的应用与研究现状。 2对江水作为冷热源的分析 由于江河水年四季温度变化较小，水量丰富稳定，是水源热泵良好的低位能源。长江、嘉陵江流经整个重庆主城区，常年年均水流量长江为8500m3／s，嘉陵江为2430m3／s，两江合流后为10930m3／s；冬(12-2月)夏(6-9月)季平均江水温度(水下0．5m处)，冬季12．8℃，夏季23．5℃；冬夏季平均含砂量，夏季745mg／l，冬季30．6mg／l；嘉陵江夏季504mg／l，冬季5．34mg／l。 以嘉陵江冬季江水温度和大气温度的测量分析结果为例，见表1，得出冬季嘉陵江水温分布稳定，平均在9．2～13．1℃之间，且变化非常平稳，没有大的波动，最冷月平均水温8．8℃；而空气温度则存在较大的波动，月平均气温波动范围虽不大，在8．6～12．8℃，但日平均温度波动频繁，最低只有6．6℃，最高达17．7℃，分布极不稳定。通过测量得知，冬季水温沿深度方向呈递增的趋势，经分析，水面以下2～3m处水温已很接近。因此，江水用作空调冷热源在温度和稳定性方面都较空气有明显的优势。

水源热泵设计方案

水源热泵热水机组 设 计 方 案 方案目录 方案概述................................ 第一章水源热泵中央空调介绍........................ 第二章水源热泵中央空调相关政策依据................ 第三章方案设计.................................... 第四章工程概算.................................... 第五章水源热泵系统技术特点........................ 第六章公司简介.................................... 第七章工程清单目录................................

方案概述 本方案采用水源热泵中央空调新技术，水源热泵中央空调是二十世纪七十年代以来欧美发达国家大力推广的空调新技术。它是利用地下浅层水中低品位能源制冷和制热，空调运行成本比传统电制冷空调节约50%以上。 第一章水源热泵中央空调介绍 一、水源热泵现状及政策依据 水源热泵最早源于1912年瑞士的一项发明专利，二十世纪七十年代能源危机以后，这一节能、环保的空调技术受到西方国家的重视。水源热泵技术在美国、加拿大和北欧国家和地区已得到广泛地应用。瑞士的普及率达到50%以上，美国推广速度以每年20%的速度递增。 1995年中美签署了《中华人民共和国国家科学委员会和美利坚合众国能源部效率和再生能源技术的发展与利用领域合作协议书》，并与1997年又签署了该合作协议书的附件六——《中华人民共和国国家科学技术委员会与美利坚合众国能源部地能开发利用的合作协议》。其中，两国政府将地源热泵空调技术列为能源效率和再生能源的合作项目。建设部2000年第76号令也将地热、可再生能源以及空调节能技术列入建设部推广项目。2004年9月14日国家发改委高技术处颁发了《关于组织实施“节能和新能源关键技术”的通知》，将地热、热泵列为重点开发内容。2005年2月28日第十届全国人民代表大会常务委员会第十届会议通过了《中华人民共和国可再生能源法》鼓励大力推广应用太阳能、地热能、水能等可再生能源。 与此同时，适合推广水源热泵的北京市、山东、河南、辽宁、河北等地政府对推广水源热泵空调制定了优惠政策。这一举措极大的促进了我国地源热泵技术的发展。 北京市第一个地温空调工程——蓟门饭店（两会代表驻地）已运行七年。运行成本低于原燃煤锅炉和单冷机组，比改造前每年可节约数十万运行费用。 二、水源热泵工作原理 水源热泵技术利用地球表面浅层水源（如地下水、河流和湖泊）中低品位热能资源，通过逆卡诺循环实现低品位热能向高品位热能转移的一种技术。它以水为工作介质将地下土壤中的低品位热能提取出来，经高效的热泵机组，利用少量的高品位电能，将水中的低品位能量输送到空调场所，完成热交换的地下水又重新回灌到地下去。井水是在金属管路中闭路循环的，水不与大气接触，不消耗水，也不污染水，只提取水中的热能。地温空调

地下水源热泵机组及系统设计

综述土壤源热泵系统供热和制冷的建筑 Ioan Sarbu?, Calin Sebarchievici 罗马尼亚蒂米什瓦拉理工大学构建服务工程系 关键字：地热能源、热泵、地下热交换器、热响应测试、能效、环保性能 摘要：由于地源热泵在能效和环保性上有着很大的优势，因而在世界各地有大量的地源热泵热泵(GSHP)系统用于住宅和商业建筑上。GSHP在供热和制冷领域被证明是可再生能源技术。本文提供了一个详细综述GSHP系统的文献及其最新进展。热泵工作原则和能源效率被首次定义。然后一般介绍了GSHPs及其发展,以及地表水 (SWHP)、地下水(GWHP)和热泵系统(GCHP) 的详细描述。最典型的垂直地面的地面热交换器热响应试验模型总结了目前包括钻孔内的传热过程。此外,一些新的GWHP技术使用换热器有特殊施工,并将GCHP供热和制冷结合从而获得更好的能源效率。以及制冷和供热受自动控制建筑的各种混合GCHP系统描述。最后,对由能源、经济和环保组成的闭环GCHP系统也进行了简要的评述。发现GSHP技术用在寒冷和炎热的天气中节能潜力是巨大的。

1 前言： 当然经济可持续发展战略的实施,促进效率和理性建筑能源消耗的主要能源消费国是罗马尼亚和其他成员国的欧盟(EU)。建筑能源代表了最大、最划算的节能潜力。此外,研究表明节能是最有效的方法减少温室气体排放(GHG)。 目前建筑几乎80%的能量是对热的需求，建筑的热能主要用于供暖和热水,而对冷的能源需求在逐年增长。 为了实现减少化石燃料消费和二氧化碳排放的伟大目标，Kyoto-protocol 除了提高能源使用效率外还解决了现有和将来建筑可再生能源的存量问题。 2008年12月17日,欧洲议会通过了可再生能源的法案。它建立了一个通用的框架,以促进可再生能源利用。该法案为现有的和将来的建筑进一步使用热泵供热和制冷开启了一个重要的机会。热泵使环境温度达到所需制冷和供热的温度水平需要电力或其他能源形式。 从环境得到的能量Eres,即被热泵利用的可再生能源能够用下面的公式计算： res u 1=E 1E spe ??- ??? 其中u E 是由热泵理论吸收的能量，spe 是热泵理论的季节性性能系数。 热泵的spe 系数>1.15/＿，其中＿指总的电力生产力和主要的电力能源消耗之比，对于欧盟国家＿平均值为0.4，这意味着季节性性能系数spe 的最小值应该> 2.875。 地源热泵(GSHP)系统使用土壤/水源作为源提供热源以及制冷以及日常用热水。GSHP 技术相对于传统空调(A / C)系统有更高的能效，由于地下环境提供了

水源热泵系统设计

水源热泵系统设计 一、水源热泵设备选型 ⒈一般情况下按空调冷负荷确定机组型号，对于热负荷高的地区要校核采暖负荷。 传统的系统——用较大的热负荷或冷负荷选择系统。以出水温度35℃的制冷量或以出水温度18℃的 制热量作为选择水源热泵机组的依据。 ⒉无锅炉系统——用冷负荷选择水源热泵机组，房间的热损耗需用足够能量的电加热型加热器加以抵 消。 ⒊水系统进水温度选定原则：一般制冷为15～35℃，制热为10～32℃，国标规定制造商参数标定按制冷进出水温度30/35℃，热泵制热进出水温度20℃。 ⒋水量及风量确定原则：一般每KW的水流量为0.19m3/h，风量为140～250m3/h。 ⒌实际制冷量及制热量会因室内设计干、湿球温度的不同而有所变化，应根据室内设计干、湿球温度进 行修正。 二、循环水系统设计 水环系统通常有冷却塔、换热器、蓄热箱、辅助加热器、泵及相应管路组成。水环水温控制范围一般为15～35℃，在此温度范围内，一般不需要开冷却塔或辅助加热器。 三、系统水流量设计 水源热泵系统夏季需冷量的计算方法与其它系统相同。根据需冷量和所需的冷却水温差，各台水源热泵装置的循环水量即可求出，在考虑到装置的同时使用系数，即可得到整个系统所要求的夏季总冷却循环水量。 一般来说，单一性质的建筑同时使用系数较高，综合性建筑则低一些。另水源热泵装置的数量越多，同时使用系数越小，反之则越大。同时使用系数可按以下原则来确定： ⒈循环水量小于36 m3/h时，同时使用系数取0.85～0.9 ⒉循环水量为36～54 m3/h时，同时使用系数取0.85～0.85 ⒊循环水量大于54 m3/h时，同时使用系数取0.75～0.8 以上原则中所提到的循环水量是指各装置所需水量的累计值，把此值乘以同时使用系数即可得到系统实际所需的总循环水量，并以此作为循环水泵、冷却塔的选型参数以及循环水总管径确定的依据。 四、系统形式 水源热泵水路系统通常采用一次泵系统，运行简单、管理也比较方便。考虑到整个系统的运行可靠，系统中必须设置备用泵。 水系统的循环泵建议多台并联。 为保证每一台水源热泵机组都得到所需水流量，其水系统一般建议采用同程式；每一个分支

海水源热泵工程案例

海水源热泵的现状及工程案例 1、国内外研究现状和发展趋势 国外有很多应用海水做热泵冷热源的实例。如20世纪70年代初建成的悉尼歌剧院，日本20世纪90年代初建成的大阪南港宇宙广场区域供热供冷工程，利用海水为23300kW的热泵提供冷热源。北欧诸国在利用海水热源方面具有丰富的实践经验，其中瑞典就是一个典型应用海水源热泵集中供冷/暖的国家。瑞典首都斯德哥尔摩建设了总能力为180MW的世界上最大的海水热泵站，用于区域供热，占城市中心网输送总量的60%。热泵站由6台供热能力为30MW／台热泵机组组成，1984-1986年调试完成，投入运行。 我国第一个海水源热泵项目于2004年在青岛发电厂建成使用。该厂总面积达1871平方米的职工食堂，成为我国第一个供热不需要煤炭、油料，只使用海水提供采暖的建筑。此外，大连市星海假日酒店海水源热泵中央空调工程也已正式启动，此次海水源热泵中央空调将为4万平方米的建筑提供制冷和采暖。 日前，经过申报和专家评审等程序，大连市被国家选为全国唯一的水源热泵技术规模化应用示范城市，这标志着大连市今后将有望以海水为能源，进行室内空气的冷热调节。 日照港青岛千禧龙花园居民小区7.2万平米，冬夏收费标准22元/平方米，青岛的采暖标准30.4元/平方米；青岛海天大酒店周围海水源热泵区域供热供冷站。和瑞典AF公司合作，承担山东路以西约100万平方米的区域供热供冷站作更深一步的可研。小港湾和记黄埔93万平方米已确定用海水源热泵。 2、政策支持 按照国家《建筑节能实施方案》要求，“十一五”期间，示范城市的水源热泵供热、制冷面积要达到500万平方米以上。示范内容包括水源热泵供热、供冷和相关的技术研发集成及产业化。对示范城市的示范项目，国家将提供专项资金，用于补贴70％的增量成本。目前，大连市正积极推进小平岛新区、星海湾商务区、软件产业带等区域实施海水热泵技术的前期工作。以水源热泵技术供热（制冷）主要是利用大型热泵对事先抽取的海水进行处理，将其中的热量提取出来，用于供热和制冷，并将能量通过城市原有的供热（制冷）系统输送到户，这就完

水源热泵及辅助热源

水源热泵及辅助热源 摘要：主要介绍关于国内外的水源热泵应用情况，并提出关于水源热泵应用差异的集中性分析，然后以沈阳市为据点，实际分析关于地表水源热泵和地下水源热泵的适应性研究，在第三部分对沈阳市东北大学游泳馆的地源热泵的能效比进行实测和实际分析，最后把国内目前存在的各种问题进行综述，并提出可能的解决的方法。 关键词沈阳市水文地质情况地下水源热泵地表水源热泵 COP（能效比） 1 国内外的地源热泵的应用情况分析 1.1 欧洲与美国的水源热泵发展情况 美国从 80 年代初开展对地源热泵的大规模研究，其商业应用从 1985 年开始每年以 9.7％的速度稳步增长，到 1998 年，其商业建筑中地源热泵系统己占空调总保有量的 19%，其中新建筑中占 30％。热泵在欧洲、日本及其他发达国家也得到了广泛的应用，并形成了欧洲以发展大型热泵机组或热泵站为重点，美日则以中小型热泵领先的格局。同时，中、北欧海水源热泵的研究和应用也比较多。俄罗斯根据自身的具体情况，有两项新技术值得介绍，一是利用天然气输送途中的减压发电驱动热泵供冷和从城市污水、河水和电厂冷却水中回收废热用于供热;二是利用水电站下游河水作为低温热源进行热泵供热。 从下图可以看出2005到2014年这十年间，欧洲累计安装740万台机组，欧洲擅长使用大型机组。

1.2 国内的水源热泵的发展情况 2009年我国地源热泵工程应用面积1.007亿m2，至2014年已达约3.6亿m2，近5年内平均年累进增长为27%，国产品用了83%，另有17%用了进口品牌。中国的27%仍然是一个相当于一倍半的世界增速。 2005 年，中国建设部和国家质量监督检验检疫总局联合发布了《地源热泵系统工程技术规范》，为国内地源热泵系统的设计施工提供了科学的标准依据和强制性的法律规范。对于水源热泵技术的研究，国内目前集中在机组热力学分析，系统控制策略，经济性分析，地下换热的数值模拟，适用范围等方面。与国外相比，我国在水源热泵机组的优化设计和工程应用方面还有很大差距。在已经建成的水源热泵系统中，很多都存在着回灌不足甚至不设回灌井，对地下水造成污染等情况。 1.3 国内的水源热泵技术与国外的区别 （1）欧洲与美国对地源热泵制定了严格的标准，中国目前没有一家权威管理机构（2）地源热泵不仅仅是暖通空调技术，而是与地质水文与暖通空调的综合应用。（3）由于我国未对地下换热技术的深入研究，对地下热能采用非技术的开发，致使节能效果未达到设计效果，甚至很多项目的节能效果不如传统空调。 （4）国内关于施工设备、钻孔技术，包括设计手段已及后期监测系统与国外相差甚大。 (5）中国厂家更加强调热泵主机在地源热泵中的作用，而忽落地下换热系统。 所以，虽然中国地源热泵发展迅速，但是只能应用于公共事业单位，而缺少市场活力。“环保不节能”已及初投资较高使中国地源热泵推广阻力较大。

水源热泵控制系统

水源热泵控制系统 水源热泵作为一种用地下恒温水源代替冷却塔的高效节能空调，在实际应用中，为了进一步提高节能效果，还应尽可能减少主机、冷冻水泵和冷却水泵等主要耗能设备的用能。传统的空调水系统使用定流量的运行方式，水源热泵主机本身具有能量调节机构，根据负载变化输出的能量可以在额定值的25％-100％的范围内调整。但是，冷冻水泵和冷却水泵却不随着负载变化做出相应的调节，流量保持不变，导致水系统经常在大流量、小温差的工况下运行，电能浪费很大。采用定温差变流量的水系统控制，可以避免这种浪费。 采用这种控制方式，可以把进回水的温差固定在一个较大的给定值上，在用户负荷较小时，通过减少流量来满足用户要求，这样水泵的能耗可以大大减少。随着冷机技术的进步，蒸发器的流量可以在额定流量的60%-100%范围内变化，这样就为采用交流变频调速器对水源热泵系统中的水泵进行变流量节能控制提供了技术保证。本文将利用PLC、触摸屏和变频器对水源热泵进行变频节能控制。 2 变频节能控制方案 采用变频器配合可编程控制器组成控制单元,其中冷却水泵、冷冻水泵均采用温度自动闭环调节，即用温度传感器对冷却水、冷冻水的水温进行采样,并转换成电信号(一般为4-20 mA,0-10 V等)后送至PLC,通过PLC将该信号与设定值进行比较再作PID运算后，决定变频器输出频率,以达到改变冷冻水泵、冷却水泵转速,从而达到节能目的。 2.1冷冻水系统 系统采用定温差变流量的方式运行，在保证最末端设备冷冻水流量供给的情况下，确定一个冷冻水泵变频器工作的最小工作频率作为水泵运行的下限频率并锁定；将电动机工频设定为上限频率，改变变频器频率就可以调节系统的流量。

浅谈湖水源热泵系统方案

浅谈湖水源热泵系统分析建议 地表水源热泵就是利用江、河、湖、海的地表水作为热泵机组的热源。当建筑物的周围有大量的地表水域可以利用时，可通过水泵和输配管路将水体的热量传递给热泵机组或将热泵 机组的热量释放到地表蓄水体中。根据热泵机组与地表水连接方式的不同，可将地表水源热泵分为两类：即开式地表水源热泵系统和闭式地表水源热泵系统。 开式地表水源热泵系统和开式地下水源热泵系统近似，但由于地表水的传热特性与地下水的传热特性相差甚远，因此地表水源热泵系统的设计与地下水源热泵系统的设计不同。 闭式地表水源热泵系统与土壤源热泵系统类似，即通过放置在湖中或河流中的换热器与热泵机组连接，吸热或放热均通过湖水换热器内的循环介质进行。当热泵机组处于寒冷地区时，在冬季制热工况时，湖水热交换器内应采用防冻液作为循环介质。在开式系统中，从蓄水体底部将水通过管道输送到热泵机组中，进行热量交换后，再通过排水管道又将其输送回湖水表面，但水泵的吸入口与排放口的位置应相隔一定的距离。在开式地表水源热泵系统中，地表水的作用与冷却塔近似，而且不需要消耗风机的电能及运行维护费用，因此初投资比较低。 开式系统的主要优点如下： 由于减少了湖水换热器，增加了地表水与制冷剂之间的传热温差，因此比闭式地表水源热泵机组的换热量增大，即在相同条

件下，增加了机组的制冷量或制热量。如果湖水较深，湖水底部的温度比较低，夏季可以利用湖水底部的低温水来预冷新风或空调房间的回风，充分节约能量。来自热泵机组的温水排放到湖水上部温度较高的区域，这样保证湖水温度分布不发生改变，对湖水温度的影响小 开式系统存在的最大缺点是热泵机组的结垢问题。可采用可拆卸的板式换热器，并定期对其进行清洗或对机组进行定期的反冲洗等。另外，用于冬季制热，当湖水温度较低时，会有冻结机组换热器的危险，因此开式系统只能用于温暖气候的地区或热负荷很小的寒冷地区。在实际工程中，开式系统多应用于容量小的系统。 开式地表水源热泵系统的设计 开式地表水源热泵系统中，由于没有湖水换热器，系统设计相对简单，最关键的是选取合适的水流量。在夏季制冷时，由于地表水的温度总是低于空气温度，机组运行效率比较高。冷却水侧流量应根据放热负荷的大小。在冬季制热时，必须保证机组换热器出口水温在2以上，因此水侧进出口温差一般保持在3以内，每千瓦热负荷的最佳流量为0.2m3/H 。在气候寒冷地区，若冬季地表水温度在7以下时，则不适宜用开式热泵系统。 与土壤源热泵系统相比，闭式地表水源热泵系统的投资、泵的输送耗电量、湖水换热器的投资及运行费用方面均比较低。与开式地表水源热泵系统比较，它的优点如下：

水源热泵空调系统可行性分析

水源热泵技术应用于商住项目 可行性分析报告

目录 一、水源热泵的概念 二、水源热泵的原理 三、水源热泵空调的优点 四、与锅炉（电、燃料）和空气源热泵的供热系统相比的优势体现 五、水源热泵的应用 六、水源热泵对水源系统的要求 七、水源热泵空调与其他空调形式的费用比较 八、可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法 九、水源热泵相关政策 十、河水源热泵设计方案

水源热泵空调系统可行性分析 一、水源热泵的概念： 水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热源，进行转换的空调技术。水源热泵又称地源热泵，包括地下水热泵、地表水（江、河、湖、海）热泵、土壤源热泵。 二、水源热泵的原理：地球表面浅层水源（一般在1000 米以内），如地下水、地表的河流、湖泊和海洋，吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵技术的工作原理就是：通过输入少量高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以高效

地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中“提取”热能，送到建筑物中采暖。 三、 水源热泵空调的优点: 水源热泵与常规空调技术相比，有以下优点： 1 、高效节能 水源热泵是目前空调系统中能效比（COP 值）最高的制冷、制热方式，理论计算可达到7，实际运行为4～6。 水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12～22℃，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体温度为18～35℃，水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，从而提高机组运行效率。水源热泵消耗1kW.h 的电量，用户可以得到4.3～5.0kW.h 的热图1-1制冷工况示意图 图1-2制热工况示意图

水源热泵冷水机组的特点及原理

水源热泵冷水机组的特点及原理 水源热泵冷水机组凭借经济实用、环保、应用范围广等各方面优点，在生活中被广泛使用着。很多地区都将该系统运用在了建筑的配套设施之中，它符合可再生能源技术要求，响应了可持续发展的战略理念。小编现在为大家介绍下什么是水源热泵冷水机组？它与空调有什么区别？ 一、什么是水源热泵冷水机组 “水源热泵”型冷水机组又称为冷暖型冷水机组，冷暖型机组可在夏季向空调系统提供冷冻水源。而在冬季可向空调系统提供空调热水水源，或直接向室内提供冷风和热风。冷水机组的热泵工作原理是利用冷水机组的蒸发器从环境中取热，经过压缩机所消耗的功(电能)起到补偿作用，冷水机组的冷凝器则向用户排热，制出所需要的热水。 二、水源热泵冷水机组与空调之间的区别 传统设计的空调系统中较多采用的是冷水机供冷、锅炉供热的方式，或者采用溴化锂机组同时提供冷水和热水。利用锅炉作为热源，存在着环境污染和运行费用高的问题，降低能源消耗;而冷水机组以热泵方式运行来供热和提供热水，使得不仅采用电力这种清洁能源，而且提高了冷水机组的综合能效比，降低了能耗。 地球表面浅层水源(一般在1000 米以内)，如地下水、地表的河流、湖泊和海洋，吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵技术的工作原理就是:通过输入少量高品位能源(如电能)，实现低温位热能向高温位转移。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在夏季将建筑物中的热量"取"出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的;而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中"提取"热能，送到建筑物中采暖。 水源热泵是目前空调系统中能效比(COP值)最高的制冷、制热方式，理论计算可达到7，实际运行为4~6。 水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12~22℃，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体温度为18~35℃，水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，从而提高机组运行效率。水源热泵消耗1kW.h的电量，用户可以得到4.3~5.0kW.h的热量或5.4~6.2kW.h的冷量。与空气源热泵相比，其运行效率要高出 20~60%，运行费用仅为普通中央空调的40~60%。

水源热泵分析

水源热泵供暖系统供水温度的确定 因为水源热泵供暖系统能够将通常情况下不能被直接利用的低位热能从水源中取出，提升后并加以利用，具有良好的节能环保特性。现针对利用水源热泵系统进行供暖时，其供水温度的选择问题进行分析。 1、供水温度对水源热泵机组运行的影响 在冬季供暖工况下，如果水源热泵低温热源侧的进出口水温不变，则水源热泵的供水温度越高，其制热性能系数（cop值）就越低，提供相同的热量所需的运行费用就越高。COP=38.126△t-0.633，△t=(th.i+th.o)/2-(tc.i+tc.o)/2 2、合理的供水温度选择 通过上面的计算可知，利用水源热泵机组进行冬季供暖时，供水温度越低，机组的cop值就越大，经济性越好，但供水温度也不能太低，否则将导致末端散热设备过大或无法满足散热设备对供水温度的内在要求。显然合理的供水温度应该是既能满足用户的用热需求，同时又有最佳的经济性。 3、如果水源热泵机组供水温度过高，水流量不变的情况下，蒸发压力即吸气压力会增加，同样的对应的制热量也会增加，消耗功率也会增加。，主要原因是因为对机组而言，过高的蒸发器水体温度，会导致蒸发压力过高，而对特定的冷煤系统在应用过程中，冷凝压力是一个定值，这个时候压差比就比较小，压差比小就意味着压缩机而言回油会受到很大的影响，无法保证热泵系统的正常工作，温度过高也会烧坏压缩机。

解决设想方案 日本在1980年代开展了超级热泵计划，开发出4类热泵，其中有利用45度余热水，制热出水温度85的中高温热泵，以及利用80度余热水，产出150度蒸汽的高温热泵。 欧洲有采用改进离心压缩机性能技术路线的高温热泵，采用R134a制冷剂，三级离心压缩模式，制热出水温度可以达到85度。 一般需要解决以下几个关键技术问题。 1.压缩机的选择：热泵设备常用的压缩机类型主要是螺杆压缩机、全封闭涡旋压缩机与半封闭活塞压缩机等，经过对不同类型压缩机工作特性进行比较研究，高温热泵设备一般选用全封闭涡旋压缩机。 2.工质的选择：为保证高温热泵设备在稳定的可允许的工作压力下运用，采用特殊的制冷剂为工质，换热效率高并对环境无污染，对臭氧层无破坏作用。 3.氟路系统控制的优化：保证整体机组的长时间高温稳定运行和使用寿命，并根据环境温度和蒸发温度，自动调节高温空气热泵设备运行工作状态和调件。

污水源热泵工作原理及效益分析

污水源热本调研报告 所谓污水源热泵，主要是以城市污水做为提取和储存能量的冷热源，借助热泵机组系统内部制冷剂的物态循环变化，消耗少量的电能，从而达到制冷制暖效果的一种创新技术。 城市污水源热泵空调技术能实现冬季供暖、夏季空调、全年生活热水供应（很廉价的热水供应方案）、夏季部分免费生活热水供应。城市污水热泵空调是一项高新技术，具有节能、环保及经济效益，符合经济与社会的可持续性发展战略。城市污水源热泵机组以污水为冷热源，冬季采集来自污水的低品位热能，借助热泵系统，通过消耗部分电能（1份），将所取得的能量（大于4份）供给室内取暖；在夏季把室内的热量取出，释放到水中，以达到夏季空调的目的。 1、污水源热泵的工作原理 污水源热泵的主要工作原理是借助污水源热泵压缩机系统，消耗少量电能，在冬季把存于水中的低位热能“提取”出来，为用户供热，夏季则把室内的热量“提取”出来，释放到水中，从而降低室温，达到制冷的效果。其能量流动是利用热泵机组所消耗能量（电能）吸取的全部热能（即电能+吸收的热能）一起排输至高温热源，而起所消耗能量作用的是使介质压缩至高温高压状态，从而达到吸收低温热源中热能的作用。 污水源热泵系统由通过水源水管路和冷热水管路的水源系统、热泵系统、末端系统等部分相连接组成。根据原生污水是否直接进热泵机组蒸发器或者冷凝器可以将该系统分为直接利用和间接利

用两种方式。直接利用方式是指将污水中的热量通过热泵回收后输送到采暖空调建筑物；间接利用方式是指污水先通过热交换器进行热交换后，再把污水中的热量通过热泵进行回收输送到采暖空调建筑物。 2、污水源热泵系统的特点： （1）环保效益显著 城市污水源热泵是利用了污水作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音及霉菌污染。不产生任何废渣、废水、废气和烟尘，环境效益显著。 （2）高效节能 冬季，污水温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季污水温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高。 （3）运行稳定可靠 污水的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动。是很好的热泵热源和空调冷源，水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。 （4）一机多用，应用范围广 此热泵系统可供暖、空调，生活热水供应（夏季免费）等。

水源热泵空调系统简介

水源热泵空调系统简介 一、背景 环境污染和能源危机已成为当今社会的两大难题，如何在享受的同时付出最少的代价逐渐成为人类的共识，在这种背景下以环保和健康为主要特征的绿色建筑应运而生。尽可能少地消耗能源为建筑物创造舒适环境已经成为空调的发展方向，开发利用天然的冷/热源能够为空调带来节能和环保双重效益，因而越来越受到人们的重视。地下水是一个巨大的天然资源，其热惰性极大，全年的温度波动很小，一般说来，埋藏于地表50m以下的深井水可常年维持在该地区年平均温度左右，是一种理想的天然冷热源。 二、水源热泵简介 水源中央空调系统是一种从地下水资源中提取热量的高效、节能、环保、可再生的供热（冷）系统。该系统是成熟的热泵技术、暖通空调技术配套地质勘察成井技术于一体，在地下50～100米相对稳定的水体温度下高效、稳定、经济的运行。水源中央空调系统是由末端（室内空气处理末端等）系统、水源中央空调主机（又称为水源热泵）系统和水源水系统三部分组成。为用户供热时，水源中央空调系统从水源中提取低品位热能，通过电能驱动的水源中央空调主机（热泵）“泵”送到高温热源，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中央空调主机（制冷）转移到水源水中，以满足用户制冷需求。 用户（室内末端等）系统由用户侧水管系统、循环水泵、水过滤器、静电水处理仪、各种末端空气处理设备、膨胀定压设备及相关阀门配件等组成。 水源中央空调主机系统由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、各种制冷管道

配件和电器控制系统等组成。 水源水系统由取水装置、取水泵、各种水处理设备、水源水管系统和阀门配件等组成。 制冷工况的实现只需通过合理地设计用户系统和水源水系统管道和阀门，切换阀门来实现进蒸发器的水源水改进冷凝器，进冷凝器的用户系统循环水改进入蒸发器，以达到制冷的目的。（反之则为供热工况） 水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的冷暖空调系统。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳辐射能量，比人类每年利用能量的500倍还多（地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量），而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散相对的均衡。这使得利用储存于其中的似乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说，水源热泵是利用可再生能源的一种有效途径。 三、水源热泵中央空调系统的工作原理图 在上图中，供水井的地下水通过潜水泵进入机组并进行能量提取后回灌入回水井，构成井水循环系统。机组提取地下水中的低位能量并将其聚变为高位能量，然后输送给冷暖水循环系统(用户末端)。整个系统仅消耗电能，无任何污染。由于地下水循环使用．因此也不会造成地层沉降。主机占地面积比传统方式大大减少，可放置在地下室等空间。