水、地源热泵系统

能源和环保是人类生存和发展的两大主题，是全球关注的问题。建筑节能是贯彻可持续发展战略的重要组成部分，而建筑能耗以供热采暖和空调能耗为主，降低供暖空调系统的能耗、节约能源和减少冬季采暖所造成的大气污染是建筑节能的重点。水/地源热泵系统通过吸收大地的能量，包括土壤、井水、湖泊等天然能源，冬季从大地吸收热量，夏季向大地释放热量，再由热泵机组向建筑物供冷供热，该系统和常规的供热空调系统相比大约节能50％，是一种利用可再生能源的高效节能、无污染的新型空调系统，可广泛应用于商业楼宇、公共建筑、住宅公寓、学校和医院等建筑物。

水/地源热泵系统根据源侧分为以下三类：

• 水环式系统是使用共用管路中循环流动的水作为冷（热）源的系统。在此类系统中，通常采用冷却塔作为系统的冷源而将锅炉（包括燃气、燃油或电锅炉）作为热源。

• 地下水式系统是使用从水井、湖泊或河流中抽取得水作为冷（热）源的系统。此系统根据水源的不同又可分为地下水系统（水井）和地表水系统（湖泊、河流甚至海洋等）。地下水系统通常采用开式环路，而地表水系统出于水源品质的考虑可分别采用开式或闭式环路。

• 地下环路式系统是使用地下盘管中循环流动的水作为冷（热）源的系统。根据地下盘管的埋管方式，系统可分为水平式和竖直式两种。

环保效益显著

地源热泵是利用了地表水、地下水或土壤作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。供热时省去了燃煤、燃气、燃油等锅炉房系统，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，使环境更优美。南通市新城住宅小区采用污水源热泵系统，选用了3台CVHG离心式冷水机组，利用城市污水处理厂提供的二级排放水向小区集中提供空调冷/热水和生活热水。

高效节能

水源热泵机组可利用的水体温度冬季通常为12-22°C，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。而夏季水体温度通常为18-35°C，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。在过渡季节，空调系统中各机组同时供冷和供暖的情况下，节能效果更加明显。作为综合性商用楼宇的北京市大康国际鞋城选用地下水式系统， 共选用3台CVHG离心式冷水机组。

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。此外，不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。

一机多用，应用范围广

如选用分散式系统，即可两管制系统实现四管制系统功能，可同时满足各区域单独制冷/制热需求。如上海市新金山国际幼稚园的地源热泵系统，在六幢教学楼、一幢行政楼和一幢艺术楼中共选用了239台GESA机组，各空调区域可独立控制对应的空调机组以满足不同的使用需求。

维护工作少，使用寿命长

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；在分散式系统中即使单个机组发生故障，也不影响整个系统的正常运行；自动控制程度高，使用寿命长可达到15年以上。

节省机房空间，建筑外部美观

系统如采用中小冷量的水源热泵机组，可节省冷冻机房空间，提供建筑空间的利用率；系统无室外机组，能保持建筑物的外观整洁。

单独控制和计费

选用分散式系统，各空调区域可根据实际需要实现制冷或制热，满足独立控制的要求；单户单表，每个用户可将自身的电表系统和空调系统连接，单独计费。大楼管理人员、物业部门、业主再也无须为空调费用的结算发愁，真正实现公正、公平。作为中国单体建筑面积最大室内纺织品专业市场项目的广州国际轻纺城，共选用近5000台不同类型的水源热泵机组，每一商铺都对应一套独立的空调设备，便于物业管理。

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。

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，保证使用后水的回灌可以实现。

投资的经济性

由于受到不同地区、不同用户及国家能源政策、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应用场所的不同而有所不同。虽然总体来说，水源热泵的运行效率较高、费用较低。但与传统的空调制冷取暖方式相比，在不同地区不同需求的条件下，水源热泵投资经济性会有所不同。

水源热泵机组按照结构型式主要分为整体式水风机组、分体式水风机组和水水热泵机组三大类别。水源热泵系统可根据各区域的使用功能选择不同形式的机组。

整体式水风机组：

适用于对室内层高、噪音要求不高的区域，机组安装简单，只需水管、风管、电源线和控制线的连接；

分体式水风机组：

适用于对室内层高、噪音要求高的区域，除了连接水管、风管、电源线和控制线之外，还需要进行室内机和室外机之间的冷媒管连接；

水水热泵机组：

适用于对室内层高、噪音要求高的区域，机组可配合风机盘管和/或空调箱使用。小型水水热泵机组适合公寓和别墅类型的项目；而大型水水热泵机组则可满足大中型空调区域的使用需求。

按系统冷（热）源类型和应用的不同，可分为水环式机组、地下水式机组和地下环路式机组。使用在共用管路循环流动的水为冷（热）源的机组为水环式机组；使用从水井、湖泊或河流中抽取的水为冷（热）源的机组为地下水式机组；使用在地下盘管中循环流动的水为冷（热）源的机组为地下环路式机组。不同类型的机组需满足系统设计的工况需求，机组通常工作的冷（热）源温度范围见下表：