水源热泵中央空调原理-水源热泵中央空调系统的构成

·水源热泵系统

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·大温差空调系统

·热回收空调系统（主机）

·热回收空调系统（末端）

·冰蓄冷空调系统

·怡控TM系统控制 系统原理：水源热泵系统是以水为载体进行冷热交换，通过水源热泵机组，冬季将水体中的热量“取”出来，供给室内采暖；夏季把室内热量“释放”到水体中。 根据热交换系统形式不同，可分为水环式水源热泵系统、地表水式水源热泵系统、地下水式水源热泵系统和地下环路式水源热泵系统。

系统优点：

1. 可再生能源的利用

水源热泵是利用了地球浅层（包括岩土体、地下水和地表水）所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的空调供暖系统。地表的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（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。所以说，水源热泵利用的是清洁的可再生能源。

2. 高效节能

水源热泵机组可利用的水体温度冬季为10-22℃，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，机组效率高。

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。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

水源热泵系统所使用电能，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。所以节能的系统本身的污染就小。水源热泵机组的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，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。

5. 一机多用，应用范围广

水源热泵系统可供暖、空调，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。水源热泵系统可应用于宾馆、商场、办公楼、学校、住宅等民用和商业场所。 多联式空调（热泵）机组简称多联机，是一种具有集中式空调系统特点的新型空调系统，它集变容等技术于一身，具有使用节能、舒适、控制灵活等特点，通过不同容量机组的组合和布置可满足不同规模建筑物的要求。

系统原理：多联机系统是通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内换热器的制冷剂流量，适时的满足室内冷、热负荷要求的直接蒸发式制冷系统。多联机空调系统是由一台或多台室外机与多台室内机组成，依靠制冷剂管路将室外机与室内机相连接并形成封闭的回路，采用分歧管并结合电子膨胀阀的控制来实现制冷剂的分配。由于采用了特殊的设计和复杂高级的控制，使得一台室外机甚至可以连接多达几十台室内机，每台室内机可以自由开停，并可根据用户的设计条件进行自动调节。室外机通过数码技术手段进行容量调节，运行中的室外机可以根据室内的负荷变化自动输出相应的能力与室内负荷相匹配。

系统优点：

1、部分能效优异，节能显著

针对空调系统全年绝大部分时间处于部分负荷运行状态的特点，多联机在机组满负荷的50%-90%范围内拥有较高EER值。多联机系统适用房间功能差异大，空调负荷变化较大，空调运行时间不统一的建筑群体中，通过分散布置和合理分区取得显著的节能效果。

2、容量调节范围宽广，室温控制精确

麦克维尔数码多联系统的容量输出范围是10%～100%，可以实现无级调节，满足不同建筑对宽广部分负荷时容量输出的需求，做到真正的节能。

其次，麦克维尔数码多链系统负荷响应迅速，无级变容调节，从而保障室内空气温度在±0.3℃波动，室内环境舒适宜人。

3、设计多样、使用灵活

（1）、长连管设计，独立分区

麦克维尔数码多联机配管总长达1000m，可满足不同建筑空调系统。同时，根据建筑功能不同、空调运行时间不同，多联机系统分区设计，配置独立系统，不仅节能、舒适，更满足整个大楼的空调需要。

（2）、室内机形式多样化，室内外机噪声低

麦克维尔数码多联机配套多种形式的室内机可选，根据装修风格、房间功能以及气流形式，选择而且通过一系列的改良，使内机的噪音值显著降低 ，例如麦克维尔的超薄暗装吊顶式室内机其最低噪音值只有22.5分贝，这些都可满足诸如图书管、医院等对静音有特别要求的场合。

4、控制多样，方便灵活

（1）、室内机可独立控制

（2）、控制方式选择多样化，并具有监控与自动检测功能

多联机还可按照用户的要求，实现各种控制方法，例如使用遥控器、线控器、或集中控制器控制，甚至可以通过接口与楼宇自控系统连接，实现电费的自动计量和用户电费分摊。同时室内外机均有自动诊断功能，不需要专门管理人员，提高了检修效率。

5、安装和维护简单

（1）、不需要专门的制冷机房

（2）、减少配管配线工序，降低安装费用

中央空调基础原理

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。

2、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。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，水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。

3、节水省地：以地表水为冷热源，向其放出热量或吸收热量，不消耗水资源，不会对其造成污染；省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施，机房面积大大小于常规空调系统，节省建筑空间，也有利于建筑的美观。

扩展资料：

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，通常说来，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。

百度百科-水源热泵

中央空调热回收机组系统图及原理？

很多人对中央空调都不陌生，即使没有安装中央空调但是一定使用过，因为大部分商业住宅和公共住宅基本都采用中央空调进行室内温控，还有一些中高端家庭用户也会选择中央空调，但家庭用户主要选择小型中央空调，即我们常说的家用中央空调。其实家用中央空调和中央空调工作原理是一样的，只不过家用中央空调是中央空调小型化的一种，在功能和使用效果上并没有太大的区别，下面舒适100将为大家详细介绍三种不同类型中央空调工作原理，让大家了解中央空调是如何工作的。

中央空调工作原理-冷/热水型机组

室外机组对冷(热)媒水进行制冷降温(或加热升温)，然后由水泵将降温后的冷媒(热)水输送到安装在室内的风机盘管机组中，由风机盘管机组采取就地回风的方式与室内空气进行热交换实现对室内空气处理的目的。

定频冷热水机或变频冷热水机中央空调是大型中央空调的缩小，冷凝器由水冷变成风冷，用水泵将冷热水送至风机盘管。引入新风、检修孔、吊顶冷凝水排放、噪声指标与多联机相同，但又增加了冷热水管；由于温度差很大，密封问题突出，出现漏水对装潢的破坏较大。另外大型中央空调蒸发器都定时清理和酸洗，家用冷热水机对此还无良策，长期使用冷热交换器的效率将大打折扣。如能与中央水处理系统相结合，可克服上述难点。

单独房间使用空调，其它房间风机盘管有冷热水管流过，也会产生能耗，现较流行采用电磁水阀来关闭水路，除去造价上的因素外，还会使局部水流速过高，产生噪声的问题。

中央空调工作原理-定、变频一拖多型

制热时，室外机组吸收来自冷凝器的制冷剂蒸气经压缩后向各室内机组输送汽体制冷剂。各室内机组通过安装的方式布置在天花板上。通过其回风口将空气吸入，进行热交换后送入，再从送风口将处理后的空气采取就地回风的方式送回室内。

制冷时，室外机组吸收来自室内机组的制冷剂蒸气经压缩、冷凝后向各室内机组输送液体制冷剂。机组在能量调节方式上由微电脑控制，室外机组的变频式压缩机根据室内冷热负荷的变化，自动调节压缩机的工作状态，以满足室内冷热负荷的要求。

其中有1～2台变频压缩机或另加1台定频压缩机，电路上有射频干扰，对电脑有影响。检修孔新风引入吊顶与冷凝水与多联机相同，对氟管的分支器要求设计合理，对上，下层共用1台机器，管路要求更高，较易在全开启时出现末端内机效果太差的情况。

定频多联机型：把分体空调集中到一个室外机中，最多一拖三里面有三台压缩机，冷媒系统各自独立；把明装壁挂室内机改变成暗藏式；引进新风困难，是分体空调的一种变形，卧室内风机噪音由低到高要增加7～14分贝，最高达50分贝，每个卧室需增加长1.2m以上，宽0.6m，高0.3m的吊顶，另需设检修孔；每个内机都需有冷凝水排放的管路。

热泵空调的原理：

中央空调热回收机组系统图如下：

中央空调热回收机组系统原理：夏季空调采暖，将室内热量传递到循环水中，水温变高，在回水管路上加装水源热泵热水机组（或双源热泵：空气源热泵与水源热泵的集合体）。

空调回水流入上述机组中将室内带出热量用于该机组制取热水的工作，降温后在流入空调相关机组，这样减少了空调机组制取冷水的功耗，同时又避免了热量的无序散失。

扩展资料：

液体循环式热回收器，习惯上也称为中间热媒式热回收器或组合式热回收器，它是由装置在排风管和新风管内的两组“水—空气”热交换器（空气冷却/加热器）通过管道的连接而组成的系统。为了让管道中的液体不停地循环流动，管路中装置有循环水泵。

在冬季，由于排风温度高于循环水的温度，空气与水之间存在温度差；所以，当排风流过“水—空气”换热器时，排风中的显热向循环水传递，因此，排风温度降低，水温升高；这时，由于循环水的温度高于新风的进风温度，水又将从排风中获得的热量传递给新风，新风因得热而温度升高。

在夏季，工艺流程相同，但热传递的方向相反。液体一般为水，在严寒和寒冷地区，为了防止结霜、结冰，宜采用乙烯乙二醇水溶液；并应根据当地室外温度的高低和乙烯乙二醇的凝固点，选择采用不同的浓度。

热泵空调原理是什么？

热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置，也是一项举世瞩目的新能源技术。它不同于我们熟悉的可以提高势能的机械设备——“泵”；通常，热泵首先从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，然后向人们提供可以利用的高品位热能。

。要了解热泵的工作原理，首先要了解制冷系统的工作原理。制冷系统(压缩制冷)一般由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器四部分组成。工作过程如下:低温低压液态制冷剂(如氟利昂)首先在蒸发器(如空调室内机)中从高温热源(如常温空气)吸热，气化成低压蒸汽。然后制冷剂气体在压缩机中被压缩成高温高压蒸汽，高温高压气体在冷凝器中被低温热源(如冷却水)冷却冷凝成高压液体。然后通过节流元件(毛细管、热膨胀阀、电子膨胀阀等)节流。)变成低温低压的液态制冷剂。这样，制冷循环就完成了。热泵的性能一般用制冷系数(COP性能系数)来评价。制冷系数定义为从低温物体传递到高温物体的热量与所需功率之比。通常情况下，热泵的制冷系数约为3-4，即热泵能从低温物体向高温物体传递其所需能量的3-4倍。因此，热泵本质上是一种热量提升装置。工作时消耗少量电能，但能从环境介质(水、空气、土壤等)中提取4-7倍的电能。)来提高温度进行利用，这也是热泵节能的原因。欧洲、美国和日本正在竞相开发新的热泵。据报道，新型热泵的制冷系数可达6至8。如果这个数值能够普及，就意味着能源会得到更有效的利用。热泵的普及率也将大幅提高。地源热泵(GSHP)是热泵的一种。它是一种利用土壤或水作为冷热源，冬季给建筑物供暖，夏季给建筑物降温的空调技术。GSHP只在地球和房间之间“转移”能量。使用最少的电能来维持所需的室内温度。在冬天，1千瓦的电将4-5千瓦的热量从土壤或水中送入室内。夏季则相反，通过热泵将室内热量传递给土壤或水，从而在室内获得凉爽的空气。地下获得的能量将在冬天使用。如此循环往复，将建筑空间与自然融为一体。以最低的成本获得最舒适的居住环境。

水源热泵工作原理？

导读相信朋友们都了解空调，因为在炎热的夏天，如果没有空调的话，那简直就是一种灾难。因此炎热的夏天，我们大多会选择在家里享受着空调带给我们的畅快。市场上有很多的空调品牌，像tcl、三洋、格力、海尔等等都是我们所熟知的大品牌。那么热泵空调是什么?热泵空调原理是什么?相信很多的朋友们都不是太了解，下面小编就来详细的介绍一下相关的信息。

什么是热泵空调?

我们似乎对于热泵空调并不是那么的熟悉和了解，简单的说这个热泵空调就是采用地表土壤还有水体储藏的太阳能资源当做为一种冷热源。这样的话热泵空调整体不需要燃烧，也没有排烟，更是没有废弃物，当然也没有污染，可以说是清洁环保型的技术。换句话说这个热泵空调其实就是可再生资源重复利用的技术。

　　热泵空调原理是什么?

我们提到了热泵空调的原理，不妨从下面几个方面来说一下:

一、浅层地热能源

首先由于太阳辐射照耀，这个就会让地球变为一个太阳能巨型的“存贮器”，这个时候地壳浅层水体还有岩土体里面就会存储很多的可再生能源，也就是我们所说的浅层地热能，也叫地源。

二、热泵技术

对于这个热泵技术来说，其实就是节能技术。当热泵机组受到电能驱动压缩机的作功的时候，机组里面的工质就会反复的进行蒸发吸热还有冷凝放热这样一系列的物理变化，从而达到了空间上热交换还有传递。

三、地源热泵中央空调系统

对于我们所谈到的热泵空调原理，其实就是以岩土体还有地下水，甚至是地表水当成低温热源。通过水源热泵机组还有地热能交换系统和相应的其他系统的调节，就可以实现相应的效果。

工作原理是这样的：当冬季的时候，相应的热泵机组就会从地源里面吸收相应的热量，然后就会向建筑物提供热量;当夏季来临的时候，热泵机组就会从室内空间中吸收相应的热量，然后转移发散到地源里面，这样就可以实现相应的建筑物空调制冷。我们依据地热交换系统相关形式的变化，地源热泵相应的系统就会分为三块，它们是地下水地源热泵系统，另一个是地表水地源热泵系统，还有一个就是地埋管地源热泵系统。

四、水源热泵中央空调系统

对于水源热泵技术来说，能够充分的运用地球表面的相应的浅层水源，就像地下水还有河流甚至湖泊等，从里面吸取相应的热能资源，然后利用热泵原理，达到节约高位能的效果。我们说对于地表的土壤还有水体来说，他可以是太阳能的集热器，从中收集了将近47%的太阳辐射能量，这要比人们每年所运用的能量的500倍还要多，可以说是非常大的动态能量平衡系统，相应的地表土壤还有水体就会进行自然的保持相应的能量接收还有发散，达到一种均衡。

经过上面的简单介绍，相信大家对于热泵空调原理是什么都有了一个大概的了解。简单的说，对于热泵空调来说，它的环保特点，还有节能特点已经深入人心，不少的朋友们都非常的喜欢这样的设备。随着时代的迈进，空调品质将逐渐的提升，这样的新型空调必将代替老式的空调而成为市场的主流。

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水源热泵空调机组 是什么

水源热泵工作原理具体内容是什么，下面中达咨询为大家解答。

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℃，要比循环冷却水温度低于16℃～22℃，从而提高了机组的工作效率，达到了节能、降耗的作用。

过渡季节，应用中央空调可以考虑将地下水抽取上来直接作为冷媒输入系统，不需要机组开机运行，可以节省大量的能源。

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水源热泵相关的水源问题？

水源热泵机组是特指利用地下水不结冰，大约17度左右的温度，夏天用来冷却制冷，冬天利用17度的温度来制热的空调机组，

这种机组一般是打两口井，一口抽水，一口回灌，现在因为国家不允许私自抽取地下水，而基本都用地源热泵了，除了那些有污水源的地方。

水源热泵机组是中央空调机组中的一种，制冷原理与普通机组没什么不同，就是冷却方式比较特殊。

水源是应用水源热泵的前提。文中阐述了影响水源热泵运行工效的水源系统的水量、水温、水质和供水稳定性等因素。介绍了各类水源、取水构筑物、水处理技术、回灌技术，指出了水源方案设计和施工中应注意的一些问题。

清华同方人工环境设备公司今年向市场投放了节能、环保型新产品—GHP型水源中央空调系统。国内其它厂家也有类似产品面市，如节能冷暖机、地温冷暖机，地温空调，地温热泵等。名称虽然各异，但基本同属热泵类产品。热泵能有效利用空气、水体和土壤中蕴藏的低温位热能。水源热泵系统是21世纪能源利用的最优方式之一。适合、可靠的水源是有效应用水源热泵的前提，推广利用水源热泵技术时，应注意解决好相关的水源问题。

1、水源热泵工作原理及其系统构成

热泵这一术语是借鉴水泵一词得来。在自然环境中，水往低处流动，热向低温位传递。水泵将水从低处泵送到高处利用。而热泵可将低温位热能泵送（交换传递）到高温位提供利用。在我国《暖通空调术语标准（GB50155-92）》中，对热泵的解释是能实现蒸发器和冷凝器功能转换的制冷机； 在《新国际制冷词典（New International Dictionary of Refrigeration）》中，对热泵的解释是以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统。可见，热泵在本质上是与制冷机相同的，只是运行工况不同。其工作原理是，由电能驱动压缩机，使工质（如R22）循环运动反复发生物理相变过程，分别在蒸发器中气化吸热、在冷凝器中液化放热，使热量不断得到交换传递，并通过阀门切换使机组实现制热（或制冷）功能。在此过程中，热泵的压缩机需要一定量的高位电能驱动，其蒸发器吸收的是低位热能，但热泵输出的热量是可利用的高位热能，在数量上是其所消耗的高位热能和所吸收低位热能的总和。热泵输出功率与输入功率之比称为热泵性能系数，即COP值（Coefficient of Performance ）。热泵有多种，以水作为热源和供热介质的热泵称为水源热泵。水源热泵性能系数（即COP值）高于空气源热泵，系统运行性能稳定。

水源热泵工程是一项系统工程，一般由水源系统、水源热泵机房系统和末端散热系统三部分组成。其中，水源系统包括水源、取水构筑物、输水管网和水处理设备等。

2、水源热泵对水源系统的要求

水源系统的水量、水温、水质和供水稳定性是影响水源热泵系统运行效果的重要因素。应用水源热泵时，对水源系统的原则要求是：水量充足，水温适度，水质适宜，供水稳定。具体说，水源的水量，应当充足够用，能满足用户制热负荷或制冷负荷的需要。如水量不足，机组的制热量和制冷量将随之减少，达不到用户要求。水源的水温应适度，适合机组运行工况要求。例如，清华同方GHP型水源中央空调系统在制热运行工况时，水源水温应为12—22℃；在制冷运行工况时，水源水温应为18—30℃。水源的水质，应适宜于系统机组、管道和阀门的材质，不至于产生严重的腐蚀损坏。水源系统供水保证率要高，供水功能具有长期可靠性，能保证水源热泵中央空调系统长期和稳定运行。

3、水源

原则上讲，凡是水量、水温能够满足用户制热负荷或制冷复荷的需要，水质对机组设备不产生腐蚀损坏的任何水源都可作为水源热泵系统利用的水源，既可以是再生水源，也可以是自然水源。

3.1 再生水源

是指人工利用后排放但经过处理的城市生活污水、工业废水、矿山废水、油田废水和热电厂冷却水等水源，有条件利用再生水源的用户，变废为利，可减少初投资，节约水资源。但对大多数用户来说，可供选择的是自然界中的水源。

3.2 自然界中的水源

自然界中的水分布于大气圈、地球表面和地壳岩石中，分别称之为大气水、地表水和地下水。陆地上的地表水和地下水均来自于大气降水。

地表水中的海水约占自然界水总储量的96.5%。滨海城市有条件利用海水，国外有应用海水作热泵水源的实例。我国一些沿海城市利用海水作工业冷却水源已有多年历史。近年，国内有用海水作热泵水源的研究，但海水水源热泵技术的实用化尚待时日。陆地上的地表水，即江、河、湖、水库水比海水和地下水矿化度低，但含泥沙等固体颗粒物、胶质悬浮物及藻类等有机物较多，含砂量和浑浊度较高，须经必要处理方可作热泵水源。

地下水是指埋藏和运移在地表以下含水层中的的水体。地下水分布广泛，水质比地表水好，水温随气候变化比地表水小，是水源中央空调可以利用的较为理想的水源。

3.3 水量与水源的选择

水量是影响水源热泵系统工作效果的关键因素，一项工程所需水量多少由该工程负荷与机组性能确定，所选择的水源水量应满足负荷要求。如果其他各种条件均具备，但水量略有不足，其缺口可采取一定辅助弥补措施解决。如水量缺口较大，不能满足负荷要求，就应考虑其他方案。 就某项具体工程而言，应从实际情况出发，判断是否具备可利用的水源。不同工程的场地环境和水文地质条件千差万别，可利用的水源各不相同，应因地制宜地选择适用水源。当有不同水源可供选择时，应通过技术经济分析比较，择优确定。

4、水质

自然界中的水处于无休止循环运动中，不断与大气、土壤和岩石等环境介质接触、互相作用，使其具有复杂的化学成分、化学性质和物理性质。应用水源热泵时，除应关心水源水量外，还应关注水的温度、化学成分、浑浊度、硬度、矿化度和腐蚀性等因素。但是，目前对水源热泵所用水源的水质尚无有关规定，本文所提数据参考了冷却水水质标准和某些地下水回灌水质的有关规定。

4.1 温度

地表水水温 随季节、纬度和高程不同而变化。长江以北和高原地区，冬季地表水结冰，无法利用于制热供暖。夏季水温一般低于30℃，可用于制冷空调。

地下水水温 随自然地理环境、地质条件及循环深度不同而变化。近地表处为变温带，变温带之下的一定深度为恒温带，地下水温不受太阳辐射影响。不同纬度地区的恒温带深度不同，水温范围10—22℃。恒温带向下，地下水温随深度增加而升高，升高多少取决于不同地域和不同岩性的地热增温率。地壳平均地热增温率为2.5℃/100m，大于这一数值为地热异常。富含地下水的地热异常区可形成地热田。据1997年统计数字，全国已发现地热点3200多处，开发利用130 处地热田，年开采地热水3.45亿m3。目前，许多地热用户排放弃水温度较高（约40℃）。应用水源热泵可使弃水中的30℃温差得到再利用，大大提高地热能利用率。

4.2 含砂量与浑浊度

有些水源含有泥沙、有机物与胶体悬浮物，使水变得浑浊。水源含砂量高对机组和管阀会造成磨损。含砂量和浑浊度高的水用于地下水回灌会造成含水层堵塞。用于水源热泵系统的水源，含砂量应＜1/20万，浑浊度＜20毫克/升。如果水源热泵系统中装有板式换热器，水源水中固体颗粒物的粒径应＜0.5毫米。

4.3 水的化学成分及其化学性质

自然界水中溶有不同离子、分子、化合物和气体，使得水具有有酸碱度、硬度、矿化度和腐蚀性等化学性质，对机组材质有一定影响。

酸碱度 水的pH值小于7时，呈酸性，反之呈碱性。水源热泵的水源pH值应为6.5-8.5。

硬度 水中Ca2+、Mg2+总量称为总硬度。硬度大，易生垢。水源热泵水源水中的CaO含量应＜200 mg/L。

矿化度 单位容积水中所含各种离子、分子、化合物的总量称为总矿化度，用于水源热泵系统的水源水矿化度应＜3g/L。

腐蚀性 水中Cl-、游离CO2等都具腐蚀性，溶解氧的存在加大了对金属管道的腐蚀破坏作用。应用水源热泵系统时，对腐蚀性、硬度高的水源，应在系统中加装抗腐蚀的不锈钢换热器或钛板换热器。

5、取水构筑物

从水源地向水源热泵机房供水，需建取水构筑物。依据水源不同，取水构筑物可分为地表水取水构筑物和地下水取水构筑物两类。

5.1 地表水取水构筑物

按结构形式地表水取水构筑物可分为活动式和固定式两种。活动式地表水取水构筑物有浮船式和活动缆车式。较常用的是固定式地表水取水构筑物，其种类较多，但一般都包括进水口、导水管（或水平集水管）和集水井，地表水取水构筑物受水源流量、流速、水位影响较大，施工较复杂，要针对具体情况选择施工方案。

5.2 地下水取水构筑物

地下水取水构筑物有管井、大口井、结合井、辐射井和渗渠等类型，表1列出了地下水取水构筑物的型式及适用范围[1]。在实际工程中，应根据地下水埋深、含水层厚度、出水量大小、技术经济条件不同选取不同形式。

5.3 管井

地下水取水构筑物中最常见的型式是管井，一般由井孔、井壁管、滤水管、沉砂管组成。井孔用钻机钻成，井壁管安装在非含水层处，用以支撑井孔孔壁，防止坍塌，井管与孔口周围用粘土或水泥等不透水材料封闭，防止地面污水渗入；滤水管安装在含水层处，除有井壁管作用外其主要作用是滤水挡砂；井管最底部为沉砂管，用以沉积水中泥沙，延长管井使用寿命。 6、水源系统设计和施工中应注意的问题

6.1 供水水源的可行性研究

拟采用水源热泵系统时，应先调查工程场地的供水水源条件，向当地水管理部门咨询或请专业队伍进行必要的水文地质调查或水文地球物理勘查，了解是否有适合水源热泵利用的水源，通过可行性研究，确定利用地表水或是地下水的供水水源方案。

6.2 地表水源工程设计与施工

当选用地表水源时，设计取水量要考虑水温因素和需水量的保证率，取水构筑物标高与洪水季节水位的关系。施工应同时考虑供水管和排水管的布置。

6.3 管井工程设计和施工

拟选择地下水源和管井取水方案时，对规模较大的工程，应根据所需水量和地下水回灌需要，结合场地环境和水文地质条件，按一定采灌比确定抽水井和回灌井井数、合理布置井位和井间距。井深应大于变温带深度，以保证冬季水源水温度＞10℃。为防止回灌井堵塞，确保水源系统长期稳定供水，抽水井和回灌井应互相切换使用，因此各个井的井深和井身结构应相近。井中滤水管和滤网应有一定强度，能承受抽灌往复水流的压力变换。

6.4 管井施工质量

必须十分重视管井质量问题。应找专业队伍施工，做好每一工艺环节，建成优质井，才能获得较大出水量和优质水。一口优质井可以使用二十多年。成井质量不好，不仅影响井的寿命，还影响到取水和回灌效果，最终影响水源热泵正常工作和制热或制冷效果。甲方应参与最后阶段的抽水试验工作，认定可信和准确的抽水试验结果数据。管井竣工后，应由甲方、施工单位和行政主管部门或监理会同到现场，按合同规定的水量、水温和水质进行工程质量验收。

表1. 地下水取水构筑物的形式及适用范围

形式

尺 寸

深 度(m)

适 用 范 围

出 水 量 (m3/d)

地下水类型

地下水埋深

含水层厚度

水文地质特征

管井

井径50—1000mm150—600mm

井深20—1000m,常用300m以内

潜水，承压水，裂隙水，溶洞水

200m以内,常用在70m以内

大于5m或有多层含水层

适用于任何砂、卵石、砾石地层及构造裂隙、岩溶裂隙地带

单井出水量500-6000m3/d,最大可达2-3万m3/d

大口井

井径2—10m,常用4—8m

井深在20m以内,常用6—15m

潜水，承压水

一般在10m以内

一般为5-15m

砂、卵石、砾石地层，渗透系数最好在20m/d以上

单井出水量500-1万m3/d,最大为2-3万m3/d

辐射井

集水井直径4—6m,辐射管直径50-300mm，常用75—150mm

集水井井深3—12m

潜水，承压水

埋深12m以内,辐射管距降水层应大于1m

一般大于2m

补给良好的中粗砂、砾石层，但不可含有飘砾

单井为5000—5万m3/d,最大为3.1万m3/d

渗渠

直径为450—1500mm,常用为600—1000mm

埋深10m以内，常用4—6m

潜水，河床渗透水

一般埋深8m以内

一般为4—6m

补给良好的中粗砂、砾石、卵石层

一般为10—30m3/d.m,最大为50--100m3/d.m

7、水质处理与节水技术

7.1 水处理技术

如果水源的水质不适宜水源热泵机组使用时，可以采取相应的技术措施进行水质处理，使其符合机组要求。在水源系统中经常采用的水处理技术有以下几种：

除砂器与沉淀池 当水源水中含砂量较高时，可在水源水管路系统中加装旋流除砂器，降低水中含砂量，避免机组和管阀遭受磨损和堵塞。国产旋流除砂器占地面积较小，有不同规格，可按标准处理流量选配除砂器型号和台数。如果工程场地面积较大，也可修建沉淀池除砂。沉淀池费用比除砂器低，但占地面积大。

净水过滤器 有些水源，浑浊度较大，用于回灌时容易造成管井滤水管和含水层堵塞，影响供水系统的稳定性和使用寿命。对浑浊度大的水源，可以安装净水器进行过滤。

电子水处理仪 在水源中央空调系统运行过程中，冷凝器中的循环水温度较高，特别是在冬季制热工况下，水温常常在50℃以上，水中的钙、镁离子容易析出结垢，影响换热效果。通常在冷凝器循环水管路中安装电子水处理仪，防止管路结垢。

板式换热器 有些水源矿化度较高，对金属的腐蚀性较强，如直接进入机组会因腐蚀作用减少机组使用寿命。如果通过水处理的办法减少矿化度，费用很大。通常采用加装板式换热器中间换热的方式，把水源水与机组隔离开，使机组彻底避免了水源水可能产生的腐蚀作用。当水源水的矿化度小于350mg/L时,水源系统可以不加换热器，采用直供连接。当水源水矿化度为350-500mg/L时，可以安装不锈钢板式换热器。当水源水矿化度＞500mg/L时，应安装抗腐蚀性强的钛合金板式换热器。也可安装容积式换热器，费用比板式换热器少，但占地面积大。

除铁设备 水源中央空调系统也可以用来供应生活热水。但有时水源水中含铁较多，虽然对制热没有影响，洗浴时对人体健康也不会造成损害，但溶于水中的铁容易生成氢氧化铁沉淀在卫生洁具上，形成有碍视觉感官的褐色污渍。当水中含铁量＞0.3 mg/L时，应在水系统中安装除铁处理设备。

7.2 节水节电技术

水源热泵空调系统的水资源费和井泵运行费往往是工程系统运行费的最大开支，为合理有效利用水源，减少水源浪费和节约电费，在系统设计中应考虑采用节水和节电技术措施。

混水器 为节约水源水用量，可在系统中安装混水设备，一般采用容积式混水器，也可采用射流式混水器。前者体积大费用低，后者体积小费用高。

变频调速器 为节约水源水量和电量，可以安装变频调速器控制水源水泵，取得减少耗水量和耗电量的效果。

8、地下水人工补给（俗称回灌）[2]

8.1 人工回灌及其目的

所谓地下水人工补给（即回灌），就是将被水源热泵机组交换热量后排出的水再注入地下含水层中去。这样做可以补充地下水源，调节水位，维持储量平衡；可以回灌储能，提供冷热源，如冬灌夏用，夏灌冬用；可以保持含水层水头压力，防止地面沉降。所以，为保护地下水资源，确保水源热泵系统长期可靠地运行，水源热泵系统工程中一般应采取回灌措施。

8.2 回灌水的水质

目前，尚无回灌水水质的国家标准，各地区和各部门制定的标准不尽相同。应注意的原则是：回灌水质要好于或等于原地下水水质，回灌后不会引起区域性地下水水质污染。实际上，水源水经过热泵机组后，只是交换了热量，水质几乎没发生变化，回灌不会引起地下水污染。

8.3 回灌类型

根据工程场地的实际情况，可采用地面渗入补给，诱导补给和注入补给。 注入式回灌一般利用管井进行，常采用无压（自流）、负压（真空）和加压（正压）回灌等方法。无压自流回灌适于含水层渗透性好，井中有回灌水位和静止水位差。真空负压回灌适于地下水位埋藏深（静水位埋深在10米以下），含水层渗透性好。加压回灌适用于地下水位高，透水性差的地层。对于抽灌两用井，为防止井间互相干扰，应控制合理井距。

8.4 回灌量

回灌量大小与水文地质条件、成井工艺、回灌方法等因素有关，其中水文地质条件是影响回灌量的主要因素。一般说，出水量大的井回灌量也大。在基岩裂隙含水层和岩溶含水层中回灌，在一个回灌年度内，回灌水位和单位回灌量变化都不大;在砾卵石含水层中，单位回灌量一般为单位出水量的80%以上。在粗砂含水层中，回灌量是出水量的50-70%。细砂含水层中，单位回灌量是单位出水量的30-50%。采灌比是确定抽灌井数的主要依据。

8.5 回扬

为预防和处理管井堵塞主要采用回扬的方法，所谓回扬即在回灌井中开泵抽排水中堵塞物。每口回灌井回扬次数和回扬持续时间主要由含水层颗粒大小和渗透性而定。在岩溶裂隙含水层进行管井回灌，长期不回扬，回灌能力仍能维持；在松散粗大颗粒含水层进行管井回灌，回扬时间约一周1—2次；在中、细颗粒含水层里进行管井回灌，回扬间隔时间应进一缩短，每天应1—2次。在回灌过程中，掌握适当回扬次数和时间，才能获得好的回灌效果，如果怕回扬多占时间，少回扬甚至不回扬，结果管井和含水层受堵，反而得不偿失。回扬持续时间以浑水出完，见到清水为止。对细颗粒含水层来说，回扬尤为重要。实验证实：在几次回灌之间进行回扬与连续回灌不进行回扬相比，前者能恢复回灌水位，保证回灌井正常工作。

9、应用水源热泵的限制条件

水源热泵中央空调系统是一种高效、节能、环保型产品，但并不是在任何条件下都可以应用。其制约条件是电源和水源。目前，我国电力供应较充足，容易解决。而水源则是其主要限制条件，没有适合可靠的水源，就不能使用水源热泵。例如有些工程规模大，制冷或制热负荷大，所需水源水量很多，虽然工程场地有一定面积，也可以钻井，但因水资源量不足，难以完全满足工程负荷需要。有些工程所在场地下面虽然有地下水，但是由于该工程地处繁华市区，场地面积狭小，无处布井取水，场地环境条件限制了水源热泵系统的应用。

10、水源热泵应用工程实例

10.1 工程概况

为治理北京大气污染，北京市地质勘察技术院承担完成了地热加水源热泵供暖示范工程项目。该工程平面示意图见图1，冬季供暖的办公楼和家属楼共6幢，建筑面积约3万平方米，砖混结构，原暖通设计为燃煤锅炉供暖，末端为单管串联上送下回系统，铸铁四柱813型暖气片。示范工程热源为地热井，水温68℃，水量125m3/h,两眼45m浅层第四系水井，水温16℃，单井出水量50 m3/h ，井间距100m。

图1 地热热泵供暖工程平面图

图2 地热加水源热泵供暖工艺流程示意图

该工程因地热钻探施工周期限制，供暖试验分两期进行。工程流程示意图见图2。一期工程从1999年12月5日至2000年3月8日，以16℃地下水为热源，利用水源热泵对五层综合办公楼进行供暖试验。该楼建筑面积4078m2，建筑高度18m，三七墙，单层玻璃窗。供暖前，对运行14年之久的暖气管路进行了化学清洗，更换了部分锈损暖气片。为对比供暖效果和夏季进行制冷，在一、二层办公楼加装了风机盘管。由1号井抽出的16℃地下水送入热泵机组蒸发器吸热后由2号井回灌入地下，保护地下水源。热泵输出的52℃热水对办公楼供暖。

二期工程自2000年3月8日（地热井竣工）至4月5日，进行了地热加水源热泵供暖运行试验。地热井68℃地热水对2.5万 m2建筑进行一次供暖，部分地热水经过板换温度降至13℃后作为弃水排放，板换冷侧端的循环水经热泵热能转换后输出52℃热水对办公楼进行供暖。2000年夏季，利用1、2号抽、灌井和水源热泵机组对办公楼进行了制冷空调。

10.2 主要技术参数

热泵主机：清华同方人工环境设备公司生产的GHP型水源中央空调系统，1台，名义制热量360kW，制冷量275 kW，装机功率64 kW，制热工况下冷凝器出/回水温度52℃/42℃，制冷工况下蒸发器出回水温度7℃/12℃，制热/制冷工况切换由水管路阀门组开关实现。板式换热器：BR0.24Ⅶ型1台，12 m2，300 kW，40-13/10-15℃，不锈钢材质。冷水潜水泵：QJ50-50/6 型2台，流量50m3/h，扬程50m，功率7.5kW。南院暖气循环泵：ISG型80-160，3台，流量50 m3/h，扬程32 m，功率7.5 kW。冷水循环泵：DFB80-32B型2台，流量42 m3/h，扬程24m ，功率5.5kW。

10.3 运行效果

冬季供暖，水源热泵连续运行126天，性能稳定，以供回水温度（52/42℃）控制压机启停，平均每小时耗电40度，冷水井水源用量18 m3/h，室外气温-10 ℃时，多数房间室温18℃，供暖系统末端少数房间15-16℃，安装了风盘的房间室温可达20-25℃。夏季制冷，水源热泵连续运行120天，以冷冻水回水温度（12℃）控制压机启停，室外气温33-40 ℃，室内温度22-26℃。

参考文献：

[1] 供水水文地质手册，地质出版社，1976。

[2] 汪光焘 主编，城市节水技术与管理，1994

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