什么是水地源热泵中央空调

励鹏冷暖：什么是水/地源热泵中央空调？

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一、什么是水/地源热泵中央空调？

水/地源热泵中央空调（WSHP：Water Source Heat Pumps / GSHP：Group Source Heat Pumps）是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）来制热和制冷的高效节能空调系统。作为一种空调机组，它同样是由压缩机、冷凝器、蒸发器及节流装置构成的独立机组。其相对于空气源热泵，水地源热泵中央空调是以水或添加防冻剂的水溶液作为低温热源的热泵机组，目前通常有水/水热泵，水/空气热泵等形式。

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。

水源热泵机组可利用的水体温度在冬季比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度高，而夏季水体温度则比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度低。因此水源热泵机组的能效比比普通热泵机组的能效比明显提高，通常水源热泵消耗1kW.h的能量，用户可以得到4.0kW.h以上的热量或5.0kW.h以上的冷量。水源热泵系统可以供冷、供暖、提供生活热水，一机多用，一套系统可以替代原来的取暖器+空调+热水器，通过以上，水源热泵可以达到真正的高效、节能、低碳。

二、水/地源热泵中央空调的原理能量来源：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地接受太阳辐射能量），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收和发散的相对均衡，这使得可利用的储存于其中的太阳能或地能近乎无限。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利用逆卡诺循环原理，以水为能量的承载体，制冷时将空调排放的热量传导给土壤，制热时从土壤中提取热量供给室内的中央空调。从另一个角度说由于地能是太阳能的一种间接形式，因此地能是可再生的、绿色环保的，它区别于我们目前的任何一种能源。

水源热泵空调技术的工作原理就是：通过输入少量高品位能源（如电能），实现低温位能量向高温位能量转移。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/地源热泵中央空调的系统优势

1、高效

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4.0kW.h以上的热量或5.0kW.h以上的冷量。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％。

2、节能

水源热泵使用的电能本身为一种清洁的能源，设计良好的水源热泵机组，与空气源热泵相比，相当于减少30%以上的电力消耗，与电供暖相比，相当于减少70%以上的电力消耗。所以，水源热泵在节能的同时还减少和降低了发电时一次能源消耗过程中产生的污染物排放和温室效应。

3、属可再生能源利用技术

水源热泵是利用地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源来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收和发散的相对均衡。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。

4、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。

5、环保效益显著

水源热泵机组供热时省去了燃煤、燃气、燃油等锅炉房系统，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。

根据美国环境保护署（EPA：US Environmental Protection Agency）评估，每安装90kW的水/地源热泵空调，相当于减少12辆汽车的温室气体排放和种植6000平方米的树。在美国运行的水/地源热泵空调系统每年可节约2000万桶石油的消费和相当于减少美国每年6，000万公斤CO2、500，000公斤SO2、220，000公斤NOx的温室气体排放。

6、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。其总投资额仅为传统空调系统的60%，并且安装容易，安装工作量比传统空调系统少，安装工期短，更改安装也容易。

应用范围广，可广泛的应用于宾馆、办公楼、学校、商场、别墅区、住宅小区的集中供热制冷，以及其它商业和工业建筑空调，并可用于游泳池、乳制器加工、啤酒酿造、冷轧锻造、冷库及室内种植和恒温养殖等行业上。

7、运行稳定可靠，维护方便

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；由于系统简单、机组部件少，运行稳定，相对来说维护费用要低得多。

8、非常耐用

系统的机械运动部件非常少，所有的部件不是埋在地下就是安装在室内机房，避免了室外的恶劣气候，其地下部分可保证使用50年，地上部分可保证使用30年，是真正的寿星空调。

9、自动化程度高

水源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统；采用全电脑控制，部件较少，自动化控制程度高。10、没有任何污染

水源热泵机组的运行没有任何污染，没有燃烧，没有排烟，不产生任何废渣、废水、废气和烟尘，使环境更优美。可以建造在居民区内，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。

11、符合国家政策，获得政策性支持

国家十分重视可再生能源开发利用工作，《中华人民共和国可再生能源法》已于2006年1月1日起实施；同时，在《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中，又把大力发展和规模化应用新能源和可再生能源作为能源领域的优先发展主题。从国家立法和发展战略的高度，对可再生能源的发展应用予以强力推动。

根据国家建设部政策规定，凡采用水源热泵空调技术的建筑物，通过向当地建委申报，可获得政府的政策性支持，减免建筑配套费用140～200元/m2。12、与锅炉（电、燃料）和空气源热泵的供热系统相比的优势体现在：

与锅炉（电、燃料）和空气源热泵的供热系统相比，水源热泵具明显的优势。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，因此地源热泵中央空调要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量；由于水源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10～25℃，其制冷、制热系数与传统的空气源热泵相比，要高出40%以上，其运行费用为普通中央空调的40%-60%。因此，近十几年来，水源热泵空调系统在北美及中、北欧等国家取得了较快的发展，尤其是近五年来，中国的水源热泵中央空调市场也日趋活跃，使该项技术得到了相当广泛的应用，成为一种有效的供热和供冷空调技术。四、水/地源热泵中央空调的分类A、土壤耦合埋管：

系统应用条件：

1、建筑物附近缺乏水资源或因各种因素限制，无法利用水资源。

2、建筑物附近有足够场地敷设“地埋管”（例如：办公楼前后场地、别墅花园，学校运动场等等）。土壤耦合埋管根据埋管方式分：

1、垂直埋管空调系统：适用于埋管场地受一定限制的场所。可利用地表面积较小，浅层岩土体的温度及热物性受气候、雨水、埋设深度影响较大。

2、水平埋管空调系统：适用于场地较充裕的场所，初投资小。可利用地表面积较大，浅层岩土体的温度及热物性受气候、雨水、埋设深度影响较小。

3、桩埋管空调系统：没有合适的室外用地时，利用建筑物的混凝土基桩埋设，即将U形管捆扎在基桩的钢筋网架上，然后浇灌混凝土，使U形管固定在基桩内。