双水源热泵系统方案设计的应用
水源热泵系统在高效节能热力工程设计中的应用
水源热泵系统在高效节能热力工程设计中的应用随着全球能源消耗的增加和环境污染的日益严重，高效节能成为了现代热力工程设计的重要目标。
水源热泵系统作为一种能够提供持续、可靠、高效的供暖、制冷和热水的技术，越来越受到热力工程师的重视和应用。
本文将讨论水源热泵系统在高效节能热力工程设计中的应用。
水源热泵系统利用水体作为换热介质，通过地下水或湖泊等水体吸热，通过热泵技术将低温热能升级为高温热能，并提供给建筑物的供热、供冷和热水需求。
相较于传统的空气源热泵系统，水源热泵系统具有更高的效能和更稳定的性能，特别是在极端气候条件下，其效果更加显著。
首先，水源热泵系统在供暖方面的应用非常广泛。
传统的供暖方式如锅炉供热、电采暖等存在燃料消耗量和供热效率低等问题。
而水源热泵系统可以借助地下水的恒定温度，实现低温能量的高效利用。
此外，水源热泵系统还可通过灵活的设计和控制，实现多个建筑物之间的热能共享，进一步提高能源利用效率。
其次，水源热泵系统在供冷方面也展现出优异的性能。
传统的空调系统通常以电能作为驱动力，而水源热泵系统则利用水体的稳定温度进行换热，从而降低了电能的需求量。
在夏季高温季节，水源热泵系统通过将建筑物内的热量排放到温度较低的水体中，实现了高效的制冷效果。
因此，水源热泵系统在商业建筑、办公楼、酒店等大型建筑物的空调需求中得到广泛应用。
除了供暖和供冷，水源热泵系统还能够满足建筑物的热水需求。
传统的热水供应系统通常通过电热水器或锅炉来提供热水，存在能源浪费和排放问题。
而水源热泵系统可以利用水体的稳定温度，提供可靠的热水供应，且能够根据需求进行灵活调控，节约能源并降低污染。
在高效节能热力工程设计中，水源热泵系统还可以通过与其他能源系统的协同运行，进一步提高能源利用效率。
例如，水源热泵系统可以与太阳能光伏系统相结合，在白天由太阳能供电，晚上则由水源热泵系统继续供热或供冷。
此外，水源热泵系统还可以通过与地源热泵系统、风能系统等的组合使用，形成复合能源系统，实现能源的互补和优化。
水源热泵系统应用研究——以礼士宾馆水源热泵系统为例
（ ） 含水层富水性 ３ 该区处于冲洪积扇 中部 ， 含水层主要为砂 、 砂 砾石 ， 虽然单层厚度比上游大大减少 ， 但累计厚度 可以达到 ４ ｍ以上 ， ０ 因此 ， 比较富水 。 根据周边水 井资料显示 ， 这里水位降深 ５ 单井出水量可以 ｍ，
维普资讯
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２ ・ ４
地热能
水源热泵 系统应用研究 以礼士宾馆水源热泵 系统为例
徐 巍
（ 北京市地质工程勘察院地热工程研究所 北京 ；００ ７ １０ ２０ 礼 ０２年进 行 锅 炉改 造 ， 用水 源热 泵 系统代 替燃 煤锅 炉进 行 冬 季 采
根据周边监测井动态数据显示 ，该区第 四系 地下水位近年来在逐年下降 ，年平均下降幅度 为 ０ 一 ．ｍ， ． １ 而年内水位变化幅度不大。 ８ ５
（ ） 水质 ５
洗至水清砂净为止， 然后正式抽水。 抽灌井使用一段 时间后（ 一般为 ２ ３ 需要 ～ 年） 洗井 ， 以恢复其抽灌能力。系统运行后 ， 应对每眼
工 开采 的地下 水 。
利用地下水为水源热泵系统提供热源 ，设计 时主要考虑两点 ：一是供水井的出水量和出水温 度要满足热泵机组的工况要求 ；另一个是开采出 来的地下水经过换热以后能够完全灌人地下含水 层， 并且不影响供水井的出水温度 ， 实现资源的可 持续利用 。 基 于以上设计思路 ，我们进行了详细的水文 地质 调查 、 布井方案 和井 身结构 的设计 ， 出 了关 提
供 暖， 同时夏季进行制冷。水源热泵 系统的设计和安装工作是由专业队伍承担 的， 通过
详细的水文地质调查 ， 在宾馆 四周布置 了４ 眼抽 灌井， 施工过程中严把质量关， 使各井
水源热泵空调系统及其在建筑中的应用
地表水 的使用应 该 是很有 前途 的 。 污 染 问题 ，但 是天 然 气 和石 油 等 都 属于 不 可再 生 的能 热双 功能 水源热 泵 ，
３ ． ２以地下水为热 源的水 源热泵
作 为热 泵 的热 源 ， 下 水 无 论其 水 质 、 温 都是 适 地 水
了这 三 种 系 统 的 实 际 应用 及其 局 限性 。
关键词 ：水源热泵： 水环热泵空调系统： 节能
１前言
同样 ， 如果 湖 泊 过 小或 过 浅 ， 泊 的水 温 会 随气 候 发 生 湖
这 随着可 持续 发展 和公众 环保 意 识 的提 高 ， 界和 中 较大 的变 化 ， 就会 产 生效率 能力 降低 的后果 。而 在能 世 环保 要 求 不 断提 高 的 今天 ， 开发 利 用地 表 国 的能源结 构在转 变 ， 从原有 的煤与 石 油逐 步扩 大到 天 源 日渐 短缺 ， 然 气和 电等 清洁 能源 。 替代 能源 虽然 可 以部分解 决大 气 源 ， 可 持续 发 展 的角 度 出发 ， 从 必须 提 高 能源 的利 用 效 率 或者 寻找 可再 生的 能源 。 源热 泵机 组就 是 比较理想 水
～
４％ ０ 的供热 制冷 空调 的运行 费用 。 同时 ， 风冷 热 泵在冬
季 使用 时 ， 冲霜 问题 ， 有 而水源 热泵 就不 存在 。
３ 以地表水为热源的水源热泵 ． １
地表 水包 括淡 水一 来 源 于江 河湖 泊 ， 水一 来源 于 咸 海洋 。
地表 水 资 源 丰 富 ， 作 热 泵 热源 极 具潜 力 ， 实际 用 但 应用 尚不广 泛 。对于 单冷 式水源 热 泵 （ 水冷冷 水 机组 或 水冷 空调器 ） ，使用地 表水 冷却 较之 配 备冷 却塔 的冷 却 水循 环系 统 ， 无 明显优势 ， 际应 用 中仍 以后者 为主 。 并 实
水源热泵空调系统的设计与应用
浅谈水源热泵空调系统的设计与应用[摘要]水源热泵空调是一种生态空调系统，本文对水源热泵技术的工作原理以及水源热泵系统设计，水源热泵系统在应用中存在的问题进行了探讨。
[关键词]水源热泵空调系统回灌阻塞中图分类号：tm925.12文献标识码：a文章编号：1009-914x（2013）17-0320-01随着我国社会经济的快速发展和人民生活水平的提高，公共建筑和住宅的供热和制冷已成为普遍的要求。
我国的能源结构主要依靠矿物燃料，特别是煤炭，而大量燃烧矿物燃料所产生的环境影响，已日益成为政府关注的焦点，环保要求愈来愈高，加上有形能源（如石油、天然气）的价格日益升高，电价逐步提高等多种元素。
除了大型集中供热的方式以外，急需加快发展其它的替代供热方式，而水源热泵技术则是有效节省能源，减少大气污染和co2排放的供热和制冷新技术。
如何发展管理，使用水源热泵是一个崭新的课题。
一、水源热泵技术的工作原理水源热泵技术是利用地球表面浅层水，并利用热泵原理，通过少量的电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。
水源热泵技术在空调系统中的应用，主要是利用水源热泵机组代替传统的制冷机组和锅炉，以水为储存和提取能量的基本介质，借助压缩机系统，消耗少量电能，在夏季将建筑物中的热量转移到水源中，冬季则从水源中提取热量，以达到调节室内温度的目的。
二、水源热泵系统设计（一）水源热泵空调水循环系统设计一般的空调水系统，可采用单次泵系统或复式泵系统（一次泵系统与二次泵系统）。
系统流量控制可采用定流量控制或变流量控制。
复式泵系统中的一次泵、二次泵皆可以采用定流量或变流量控制。
为了节约运行费用，二次泵运行应该采用变流量控制技术。
深井泵也应采用变流量控制，且最好采用变频控制的方式。
（二）水源热泵用深井水系统设计地下水是宝贵的资源，地下蓄水层的构造、水质等是影响水源热泵深井水侧系统配置的第一个因素。
地下水温是影响水源热泵效率的主要因素。
地下水温度既是地下水水源热泵的冷凝温度又是蒸发温度。
水源热泵系统的优化设计与应用
水源热泵系统的优化设计与应用随着经济的发展和人们环保意识的逐渐提高，节能减排成为了当代社会最为重要的一个议题。
在众多节能减排技术中，水源热泵系统凭借其高效、低耗、环保等特点越来越受到人们的关注与青睐。
水源热泵系统是利用湖泊、河流、地下水等水资源作为换热介质的一种热泵系统，它不仅具有空调、供暖、供热等多重功能，而且具有长寿命、维护简单、运行平稳等优点。
然而，水源热泵系统的效率受到很多因素影响，为了更好地发挥其优点，需要优化设计。
本文将介绍水源热泵系统的优化设计与应用相关内容，以期对有关人士提供一些参考。
1.水源热泵系统简介水源热泵系统是指将水资源作为热源或冷源，采用热泵技术进行热能交换的系统。
该系统主要由热泵、水源管道、室内机、室外机、水箱等组成。
它的主要优点包括：（1）环保高效：水源热泵系统是利用水资源作为换热介质，不会产生像空气源热泵系统那样的噪音和污染，为环保节能提供了良好的解决方案。
（2）维护保养简单：水源热泵系统主要是由水泵、水管和热泵等部件组成，相对于其他系统来说，它的维护保养非常简单方便，可以为用户节省不少时间与精力。
（3）运行稳定可靠：水源热泵系统的运作稳定可靠，因为水源热泵系统是利用水资源作为换热介质，具有很好的稳定性和可靠性。
2.水源热泵系统的优化设计（1）地下水井的选址：合适的地下水井选址对水源热泵系统的运行至关重要。
应选择地下水含量丰富、地下水水位较高、水质优良、地下水流速合适的地段，以保证水源热泵系统的运行效率和稳定性。
（2）水泵的选型：水泵是水源热泵系统的核心部件之一，其效率和性能的好坏直接影响到水源热泵系统的运作效率和使用寿命。
因此，在设计水源热泵系统时，应根据实际需求选择合适的水泵，并合理配置和组合水泵。
（3）水箱的容量：水箱容量影响了水源热泵系统的热稳定性和热效率。
一般来说，水箱容量应该设置得尽可能大，以确保充分利用水源热泵系统的热能，提高其热效率。
（4）室内机的布局：室内机的布局直接影响到水源热泵系统的使用效果，应该根据室内空间和使用需求合理布局，避免空气死角的产生，以保证室内空气的流通和凉爽温暖。
浅谈湖水源热泵系统方案
浅谈湖水源热泵系统方案清晨的阳光洒在湖面上，波光粼粼，微风拂过，带来一丝丝湿润的空气。
我站在湖边，思考着如何将这湖水的温度转化为我们需要的能量。
于是，湖水源热泵系统方案在我脑海中逐渐浮现。
我们要了解湖水源热泵系统的工作原理。
简单来说，就是通过提取湖水中的低温热量，经过热泵的压缩机进行压缩，将低温热量转化为高温热量，再通过末端设备将热量传递给建筑物，达到供暖和供热水的作用。
与此同时，湖水吸收了热量，温度降低，再排放回湖中，形成一个良性循环。
我们来看看湖水源热泵系统的优势。
湖水温度相对稳定，不受季节和气候的影响，可以为热泵系统提供稳定的热源。
湖水源热泵系统运行过程中，无燃烧、无排放，对环境友好。
再次，湖水源热泵系统投资回报期短，运行成本低，经济效益显著。
那么，如何设计一个优秀的湖水源热泵系统方案呢？一、项目背景及需求分析1.项目背景本项目位于某湖泊附近，占地面积1000亩，建筑物总面积50万平方米。
湖泊水质清澈，水量充足，具有较高的利用价值。
项目旨在利用湖水源热泵系统为建筑物提供供暖和供热水，实现绿色、环保、高效的目标。
2.需求分析（1）供暖：冬季供暖面积为50万平方米，供暖时间为4个月。
（2）供热水：全年供热水量为1000吨/天。
二、系统设计1.热源选取根据项目背景和需求分析，本项目选用湖水作为热源。
湖水源热泵系统采用闭式环路，以防止湖水污染和生物入侵。
2.热泵机组选型根据供暖和供热水需求，本项目选用高效、稳定的湖水源热泵机组。
机组采用多台并联方式，以满足不同负荷需求。
3.管网设计4.末端设备本项目末端设备包括散热器、风机盘管和热水系统。
散热器选用高效、美观的钢制散热器；风机盘管选用低噪音、高效的风机盘管；热水系统选用高效、节能的太阳能热水器。
三、投资估算及经济效益分析1.投资估算本项目总投资约为1.2亿元，其中设备购置费用占60%，土建费用占20%，安装费用占10%，其他费用占10%。
2.经济效益分析四、结论一、湖水水质保护事项：长时间抽取湖水可能会影响水质，甚至导致湖水生态失衡。
矿井水源热泵系统的应用与技术经济性分析
矿井水源热泵系统的应用与技术经济性分析摘要：矿井排水一直是作为煤炭井工开采过程中的负面因素而存在，然而水量稳定、水温适宜的矿井排水却是很好的低品位热源；如果能够对其中的能量予以利用，既可以解决煤矿供热需求，又能够带来可观的经济效益。
本文针对河南许昌地区某煤矿水源条件与矿井用热需求，设计水源热泵利用方案，并对比常规燃煤供热方式，进行经济性分析比较。
关键词：矿井排水水源热泵经济性分析矿井水是指在煤炭开采过程中产生的地质性涌、渗水，矿井水涌渗到巷道被水泵排出，即是通常所说的矿井排水。
由于矿井水经过地下深处的岩石与煤层，故其温度稳定。
由于水量较大，其中蕴含的热能比较可观，如果能够对这部分热能予以利用，既响应国家节能减排的号召，同时还能带来可观的经济效益。
很多时候矿井水温在10～30℃之间，矿井水经过净化处理之后，可以作为水源热泵机组的低位热（冷）源。
1、工程概况河南许昌地区某煤矿为年产240万吨矿井，规划改扩建之后，煤矿工业场地内将新增总面积60，000m2的建筑物，其中生产类建筑物40，000m2，生活福利类建筑物20，000m2。
煤矿1995年建有锅炉房一座，内有3台4t/h燃煤蒸汽锅炉。
拟利用矿区内丰富的矿井排水，采用水源热泵系统解决所有新增的用热（冷）需求。
2、矿井水水源热泵利用方案2.1 矿井水水源条件矿井排水水量为20000m3/天，最大小时涌水量1000m3/h。
矿井水经水泵排出，集中收集在水处理站，水温实测为38.9℃。
矿井水经过初步净化处理之后，水温将会衰减到35℃左右。
处理站水池采取保温措施，冬季水温略有降低。
2.2 冷、热负荷需求煤矿用热类型分为建筑物采暖用热与洗浴用热，总热负荷11100kW，其中洗浴用热3100kW，建筑物采暖用热8000kW。
工业建筑物采暖热负荷5300kW，结合建筑物功能特点，选择常规散热器作为供暖末端；生活福利建筑物供暖热负荷2700kW，采用低温热水地板辐射采暖系统。
太阳能水源热泵系统供暖应用分析
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双水源热泵系统方案设计的应用
摘要：通过双水源热泵技术，将不能直接利用的低温热能变为有用的高温热能，从而回收电厂冷却水、矿井排水中的热能，以满足建筑采暖、设备防冻及职工浴室洗澡热水的需求，是一种节能、环保技术。
关键词：双水源热泵系统；电厂冷却水；矿井排水；节能
中图分类号：th3文献标识码：a文章编号：
引言：
煤矿工业广场地面建筑（办公楼、生产系统、职工宿舍、食堂等）的供暖、井筒防冻及职工浴室洗澡热水需要消耗大量的热能，传统做法是通过燃煤锅炉提供热源以满足上述要求。
这样，不仅消耗大量煤炭，而且煤炭燃烧时排放大量污染物造成环境污染。
矿井排水和坑口电厂冷却水，其水量大，蕴含热量大，以前这部分热能没有被利用。
热泵是一种以消耗少量电能为代价，能将大量不能直接利用的低温热能变为有用的高温热能的装置。
通过一种新型的热泵技术完全可以回收这部分“废热”，从而满足工业广场地面建筑采暖、井筒防冻及加热职工浴室洗澡热水的需求，实现煤矿不燃煤，取消燃煤锅炉，减少大气污染。
通常情况下，热泵机组的cop值制热工况时可达1:4.4，整个系统（包括辅助设备等）的cop值制热工况时接近1:4，热泵系统的效率高、运行费低，设备投资回收期短；同时，热泵系统无任何污
染物排放，符合环保要求。
1. 双水源热泵系统方案设计
本系统以电厂冷却水和矿井排水双水源为热泵系统取热源，热源温度范围可以在7～50℃之间变化，系统中采用高温热泵机组和低温热泵机组优化匹配，系统可以同时输出70～80℃高温热水、40～55℃中温热水和7～12℃空调冷水。
1.1冬季运行方案
冬季，该系统用于提供散热器采暖、中央空调采暖、井筒防冻、供洗浴热水。
⑴冬季常规运行流程
电厂正常发电时，电厂冷却水为首选热源，高温热泵机组和低温热泵机组两级提取电厂冷却水热能。
水源侧：
从电厂冷凝器出来的20～40℃左右电厂冷却水首先进入高温机组，被高温热泵机组提取热量后变成15～30℃左右的热水，再进入低温热泵机组，被提取热量后电厂冷却水回到电厂冷却塔水池。
用户侧：
①高温热泵机组输出60～80℃高温热水，高温热水分两个系统，一个系统和原散热器采暖系统连接供冬季采暖，一个系统和生活热水箱连接，加热生活热水。
和原散热器采暖系统连接的高温热水系统采用串联方式进入两
台热泵机组，系统供回水温差设计10℃与原采暖系统匹配。
和洗浴热水水箱联接的高温热水系统也采用高温热泵机组供水串联的方式，这样循环水泵流量可以减小一半，相应水泵电机功率减小一半，节能。
②普通低温热泵机组输出40～55℃低温热水，低温热水进入风机盘管末端中央空调系统与井筒防冻末端系统，由于水源温度高，热泵机组效率可以达到5.0以上。
⑵冬季非常规运行流程
当电厂发电较小、室外温度很低时，电厂冷却水温度降低到20度左右，可采用备用方案运行, 此时为电厂冷却水和矿井排水双水源运行。
水源侧：电厂冷却水、矿井水双水源运行。
高温热泵机组使用电厂冷却水为热源，电厂冷却水进入高温热泵机组换热后，水温降低低于矿井水，直接回到电厂冷却塔水池；普通低温热泵机组使用矿井排水为热源，矿井排水直接进入低温热泵机组换热。
用户侧：高温热泵机组输出60～80℃高温热水，高温热水分两个系统，一个系统和原散热器采暖系统连接供冬季采暖，一个系统和生活热水箱连接，加热生活热水。
1.2夏季运行方案
该系统提供中央空调冷源和生活热水热源。
⑴夏季常规运行流程
矿井排水为首选热源，此时为矿井排水单水源运行流程，基于水
环热泵原理，利用矿井排水蓄水池为载体，夏季将空调冷凝热回收用于生活热水加热。
水源侧：从矿井排出20℃左右矿井水首先进入制冷工况的普通低温热泵机组冷凝器，吸收冷凝热后变成30℃左右的低温热水，低温热水进入高温热泵机组，被高温热泵机组回收低温热泵机组放出的冷凝热后水温降低，回到水池。
用户侧：①普通地位温热泵向矿井水放热，输出7～12℃空调冷冻水，空调冷冻水进入风机盘管末端中央空调系统，由于冷凝温度为20℃左右的低温矿井水，热泵机组效率很高，可以达到5.0以上。
②高温热泵提取已经吸收了空调冷凝热的矿井水，输出70～80℃高温热水加热生活热水。
⑵夏季非常规运行流程
此时为电厂冷却水和矿井排水双水源运行流程。
由于夏季电厂冷却水水温更高，可以达到45℃左右，如果直接提取电厂冷却水加热生活热水，则更加节能，为此系统设计了双水源运行工况。
水源侧：①从电厂冷凝器出来的45℃左右电厂冷却水进入高温机组，被高温热泵机组提取热量后回到电厂冷却塔水池。
②从矿井中出来的20℃左右矿井排水，直接进入普通热泵机组，吸收普通热泵机组冷凝热后回到矿井水池。
用户侧：
①高温热泵提取电厂冷却水废热，输出70～80℃高温热水加热生
活热水。
②普通地位温热泵向矿井水放热，输出7～12℃空调冷冻水，空调冷冻水进入风机盘管末端中央空调系统，由于冷凝温度为20℃左右的低温矿井水，热泵机组效率很高，可以达到5.0以上。
1.3春秋季
过渡季节，电厂冷却水水温较高，一般40℃左右，系统只用于加热生活热水，运行方式简单，所以只考虑电厂水单水源运行。
水源侧：从电厂冷凝器出来的40℃左右电厂冷却水进入高温机组，被高温热泵机组提取热量后回到电厂冷却塔水池。
用户侧：高温热泵提取电厂冷却水废热，输出70～80℃高温热水加热生活热水。
1.4总体方案系统切换
整体方案原理如图1.1，整个系统要实现以上功能，必须设计运行转换阀门，运行切换方式如下：
冬季：①运行方式一：阀1、4、9、11开，阀2、3、5、6、7、
8、9、10关，用电厂水
②运行方式二：阀1、3、4、7、8开，阀2、5、6、9、11关
低温机组水池水，高温机组用电厂水。
夏季：①运行方式一：阀2、5、6、8开，阀1、3、4、7、9、10、11关
用水池水（运行方式一）
②运行方式二：阀2、3、4、8、10开，阀1、5、6、7、9、11
关
低温机组水池水，高温机组用电厂水（运行方式二）
春秋季：
阀3、4开，阀1、2、5、6、7、8、9、10、11关
用电厂水。
图1.1双水源热泵系统总体方案原理
2. 双水源热泵系统的应用
邯郸矿业集团云驾岭矿通过热泵技术，回收电厂冷却水、矿井排水中的热能，将不能直接利用的低温热能变为有用的高温热能，满足广场地面建筑采暖、井筒防冻及加热职工浴室洗澡热水的需求，减少煤炭消耗，是一种节能、环保技术。
云驾岭煤矿是一座生产能力157万吨/年的现代化无烟煤大型矿井，矿井排水量丰富。
邯郸矿业集团云电厂与云驾岭矿只有一墙之隔，装备2台50mw的发电机组，冷却水水温高，水量大。
云驾岭矿矿井排水量为9000m3～12000 m3/d，水温18～20℃左右，冬季供热与夏季空调每天平均按20个小时计算，平均每小时水量为：9000/20＝450 m3 /h。