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摘 要：文章介绍了水源热泵空调机组在电厂中的应用， 指出：它是一种无污染的即可供热又可供冷的新型空调系统，冬季从水中吸收热量，夏季向 水中释 放热量，再由热泵机组向室内供冷或者供热，同时具有独立调控室温的功能，广泛应用于商 用楼宇、小区住宅等，是一种绿色可再生的能源。
关键词：水源热泵；空调机组；供冷；供热；电厂
中图分类号：TU831.4 文献标识码：B 文章编号：1007—6921(2009)20—0098—01
水源热泵空调机组是一种无污染的既可供热又可供冷的新型空调系统，水源热泵技术是利用 地球表面浅层水源如地下水、河流和湖泊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 。地球表面浅层水源如地表的河流和湖泊、海洋水，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比较稳定。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 热泵原理通过水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中。
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。开式系统是指从地下抽水或地表抽水后经过换热器直接 排放的系统。我公司应用的就是开放式系统，通过工业水泵循环后回到3个2 000m3工业蓄 水池中冷却，可以循环再利用。
在中国传统的空调系统概念中，北方一般以燃煤锅炉解决冬季取暖问题，在南方以水冷机组 解决夏季供冷问题。在近几年来，供冷机组的方式开始多样化，出现了溴化锂机组、风冷机 组，对于取暖方式也开始有新的尝试和探讨，特别是随着可持续发展和公众环保意识的提高 ，世界和中国能源利用的结构都正在转变，从原有的煤、石油取暖过渡到以天然气及电等清 洁能源。北京作为大气污染最为严重的城市之一，其治理大气污染的政策中就包括能源结构 的调整，从以煤为主改为天然气和电力替代能源。但是，替代能源虽然可以部分解决大气污 染的问题，可是天然气和石油等都属于不可再生的能源，从可持续发展的角度看，必须提高 能源利用效率或者寻找可以再生的能源，而水源热泵机组就是一种比较理想的设备。
水源热泵技术利用地表水作为空调机组的供冷或者供热的源，所以其具有以下优点：
1 属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 。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，水源热泵利用的是清洁 的可再生能源的一种技术。
2 高效节能
与供热锅炉（电、燃料）和空气源热泵的供热系统相比，水源热泵具有明显的优势。锅炉供 热 只能将90%～98%的电能或70%～90%的燃料内能转化为热量，供用户使用，地源热泵要比电锅 炉加热节省2/3以上的电能，比燃料锅炉节省1/2以上的能量；由于水源热泵的热源 温度全年较为稳定，一般为10℃～25℃，其供冷、供热系数可达3.5～4.4，与传统的空气源 热 泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50%～60％。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，据美国环保署EPA估计，设计安装良好的水源 热泵，平均来说可以节约用户30%～40％的供热供冷空调的运行费用。
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，所以供冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高。
我厂使用该系统机组为双压缩机，两套可以同时工作，给办公楼和两栋公寓楼供热或者制冷 面积大约为10 000m2，冬季利用辅机循环水温度在20℃左右，可以保证机组用户侧空调出 水温度稳定在50℃左右，通过室内风机盘管可以控制室内温度在30℃的热舒适性；同时可以 提供温度在45℃左右的洗浴用水。夏季利用蓄水池的水温度在15℃左右可以控制出水温度在 8℃左右，通过室内风机盘管可以控制室内温度在20℃的冷舒适性。
现以各种方式加热1t水所产生的成本，自来水温按15℃加热至55℃，需要40 000kcal的热 量：
电热水器40000kcal÷817 kcal/kW·h=49.0kW·h×0.6元/kW·h＝29.4元
液化气40000kcal÷7560 kcal/kg=5.3kg × 4元/kg＝21.2元
天然气40000kcal÷6450 kcal/m3=6.2 m3×2.2元/ m3＝13.64元
管道煤气 40000kcal÷2660 kcal/m3=15.0 m3 × 0.9元/m3＝13.5元
柴油锅炉 40000kcal÷8670 kcal/kg =4.6kg × 4.6元/kg ＝ 21.16元
煤 40000kcal÷2752 kcal/kg =14.5kg × 0.52元/kg ＝ 7.54元
热泵40000kcal÷3010 kcal/kW·h =13.3kW·h × 0.6元/kW·h ＝ 7.98元
3 运行稳定可靠
水体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 环境效益显著：运行简单、宁静
水源热泵的使用电能，电能本身为一种清洁的能源，但在发电时，消耗一次能源并导致污染 物和二氧化碳温室气体的排放，所以节能的设备本身的污染就小。
水源热泵机组的运行没有任何污染、没有燃烧、没有排烟、也没有废弃物，不需要堆放燃料 废物的场地，且不用远距离输送热量。
由于采用的智能自动控制，机组的运行相当简单，由于采用了高效的防护消声措施，机组的 运行噪音不再难以接受。
5 一机多用，应用范围广
水源热泵系统可供暖、制冷，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加 空调的两套装置或系统。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，减少了设备 的初投资。
6 自动运行
水源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，机组运行简单可靠，维 护费用低；自动控制程度高。
当然，像任何事物一样，水源热泵也不是十全十美的，其应用也会受到制约。
6.1 可利用的水源条件限制
水源热泵理论上可以利用一切的水资源，其实在实际工程中，不同的水资源利用的成本差异 是相当大的。所以在不同的地区是否有合适的水源成为水源热泵应用的一个关键。目前的水 源热泵利用方式中，闭式系统一般成本较高。而开式系统，能否寻找到合适的水源就成为使 用水源热泵的限制条件。对开式系统，水源要求必须满足一定的温度、水量和清洁度。
6.2 水层的地理结构的限制
对于从地下抽水回灌的使用，必须考虑到使用地的地质的结构，确保可以在经济条件下打井 找到合适的水源，同时还应当考虑当地的地质和土壤的条件，保证用后尾水的回灌可以实现 。
6.3 投资的经济性
由于受到不同地区、不同用户及能源政策、燃料价格的影响，水源的基本条件的不同；一次 性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同。虽然总体来说，水源热泵的运行效率较高 、费用较低。但与传统的空调供冷取暖方式相比，在不同地区不同需求的条件下，水源热泵 的投资经济性会有所不同。