【關鍵詞】水源熱泵,熱泵技術,供熱空調工程
【摘要】我國自建國以來。經濟發展迅速，而能源的生產發展相對要滯后得多。在“九五”期間，我國的經濟增長率大約在8％左右。而一次能源生產量增長率也就在4％左右。目前在我國的能源構成中，煤占70％以上，石油及天然氣占25％，但能源利用率都在30％以下； 一方面，我國的能源緊缺，另一方面又存在能源利用率低，能源浪費嚴重，故此，建設部在九六年下發的《建筑節能技術政策》中提出：今后我國的建筑節能的任務是在保證使用功能，建筑質量和室內環境符合小康目標的前提下，采取各種有效的節能技術與管理措施，降低新建房屋單位建筑面積能耗，同時對既有的建筑物進行有計劃的節能改造，達到提高居住熱舒適性，節約能源和改善環境的目的。
    1．水源熱泵開發研制的背景 
    1.1 至20世紀70年代。世界能源結構已經經歷了三次大轉變，即從木柴轉向煤炭。由煤炭轉向石油和天然氣。即而又從以油、氣為主的能源系統轉向蹦可再生能源為基礎的持久能源系統。據資料估計，目前全世界已經探明的煤炭、石油、天然氣、油頁巖等石化燃料資源的總量。大約只夠人婁使用100年。 
    我國自建國以來。經濟發展迅速，而能源的生產發展相對要滯后得多。在“九五”期間，我國的經濟增長率大約在8％左右。而一次能源生產量增長率也就在4％左右。目前在我國的能源構成中，煤占70％以上，石油及天然氣占25％，但能源利用率都在30％以下； 一方面，我國的能源緊缺，另一方面又存在能源利用率低，能源浪費嚴重，故此，建設部在九六年下發的《建筑節能技術政策》中提出：今后我國的建筑節能的任務是在保證使用功能，建筑質量和室內環境符合小康目標的前提下，采取各種有效的節能技術與管理措施，降低新建房屋單位建筑面積能耗，同時對既有的建筑物進行有計劃的節能改造，達到提高居住熱舒適性，節約能源和改善環境的目的。 
    1 2 環境保護工作是面臨我們面前刻不容緩的一項重要工作。據資料估計，全世界每年燃燒后排放到大氣中的二氧化硫20108t，二氧化碳排放增長率達1.5PPM。資料表明，大氣中二氧化碳增長一倍，這會使低層大氣層年平均溫度升高1.5～3℃。破環了自然界正常生態平衡。 
    在我國，僅以建筑用能為例。每年僅建筑用能采暖燃煤就要排放二氧化碳達1.9億t。排放二氧化硫達300t，排放煙塵也在300t左右。由于我國的能源利用率近期不會有大輻度的提高，因此為了經濟調整增長的需求，就必須以犧牲環境的代價來換取能源的供應保證。 
    1 3隨著改革開放不斷向縱深發展，傳統的供熱方式受到不同程度的沖擊。由于舊的供熱體制受計劃經濟的約束，在國家能源政策、管理體制、收費體制、供熱質量、物業管理等方面尚存在些弊端，不適合目前市場經濟發展的要求。制約了一些經濟發展，同時也帶來了一些社會問題。綜上所述，由于節能、環境保護的需要及供熱空調逐步走向市場化商業化貨幣化導致出現供熱空調方式向多元化發展，打破了一花獨放的局面，也就出現了諸如油爐采暖、燃氣采暖、電采暖及水源熱泵技術的開發研制、應用這一百花齊放的局面。
    2水源熱泵技術的特點 
    根據熱力學第二定律。把高品位能量作為低品位能量使用是不等位的交換。要浪費一次能源。熱泵是利用那些因溫度太低而不可能被別的設備加以利用的熱量的唯一系統。可用無價值的環境大氣及土壤中的太陽潛能、工業廢熱等去替代商品能源。是一種從低溫熱源吸取熱量，使其在較高溫度下。作為可以利用的有用能源的裝置。熱泵技術正是開發和強化高質能源利用率的重要手段，是我們獲取可再生能源，維護生態平衡環境的有效手段之一。 
    廣義的熱泵技術包括空氣源熱泵，土壤源熱泵(地源熱泵)及水源熱泵。 
    空氣源熱泵是以室外空氣作為熱源的熱泵，現已成為市場上的主導產品，但這種熱泵的應用有其局限性。在我國北方寒冷地區的冬季，隨著室外溫度的降低，其制熱功能也隨之降低，有時不得不靠電加熱來解決，其功效比下降，且要消耗一定的電能來解決蒸發器的除霜問題，從經濟上分析不舍適。 
    土壤源熱泵，即地源熱泵是將換熱盤管深埋干地下土壤中，以吸收土壤中的低溫熱量再經過轉換而進行供熱的。與空氣源泵相比，地源熱泵由于塵年土壤溫度波動小，冬暖夏涼，其季節性能系數較為恒定。當冬季室外溫度較低時它不需采用輔助電加熱，也不需困除霜而耗電。但地源熱泵因深埋于地下的換熱管技術較為復雜，且投資較太，故目前廣泛推廣應用尚有困難。 
    水源熱泵，它是將蘊藏于江、河、湖泊、深井水、地表水中的大量不可直接利用的低品位熱能提出，變成可直接利用的高品位熱能的裝置。 
    水源熱泵供熱空調系統主要由兩部分組成。即室內的水 水制冷、制熱系統，室外的冷熱源換熱系統。室外的冷熱源系統可根據所設計的建筑物的室外條件來選擇室外地表水，深井水或河流，湖泊及工業余熱廢熱等方式。 
    我們用于評價熱泵性能優劣時，常用的是其性能系數：有的業內人士還將其稱為供熱系數，供冷系數或稱其為“功效比”，用COP來表示。它的定義是系統輸出的高溫熱量與所消耗的能量之比值。空氣源熱泵即風冷熱泵其供熱、供冷系數一般在2.0～3.0之間。而水源熱泵，國內產品在供熱時COP值可選3.5～4.0，供冷時活塞式機組為5.0～5.2。螺桿式機組可選6.0。足以可見水彈熱泵的節能特點。 
    由于水源熱泵COP比值較大。決定了建筑物供熱，空調運行費用較低。據已運行的使用單位初步統計。冬季用于采暖的費用的大約在10～14元／m2，夏季用于空調的運行費用8～10元／m2。
    另外，水源熱泵技術能在供熱空調市場上占有一席之地，尚有無污染、占地面積小、土建費用降低、一機多用、安全可靠、運行維護簡便，自動化程度高，使用壽命長等特點。
   3設計中有待研究與探討的問題 
    3 1目前已經運行的水源熱泵供熱空調系統，室外冷熱源大多為地表水與地下水。采取的是打井的辦法。根據建筑物面積及供熱、供冷負荷的不同情況，至少要打兩眼井或兩眼以上井，既要有取水井，又要有回灌井。在滿足機組所需的水量前提下，取水井與回灌井的數量之比。取水井、回灌井在不同水位時的間距以及取水井與回灌井壁所需材料等問題都需進一步從理論和實踐中解決。 
    3 2關于室外系統的冷熱源水流量 
    一些資料介紹，一般要求為每kw制冷量0 04－0 06kg／s。增加一些水量是允許的，但不能超過0.066kg／s。否則提高機組效率所節省的能量將被循環水泵所消耗的能量所抵消。系統水流量較低時，對熱泵機組的效率也有影響。還有可能造成機組因供冷時冷凝壓力過高或供熱時蒸發壓力過低而產生停機，一般水流量以每kw制冷量0.054kg／s為宜。 
    對不同機組、不同深度的地下水水源以及不同溫度的水源，是否都按此同一標準。應加科研究與探討。 
    3 3地下水的開采可能帶來的問題 
    水源熱泵技術的應用，其先決和必要條件是在所建的建筑物周圍需有充足的地下水或其它水源。在目前已應用的水源熱泵系統中。大多采用地下水來提取熱能。如何解決取水井與回灌井的水位平衡問題。以及由于回灌井的回流速度，能否給周圍的建筑物、構筑物等造成安全上的、質量上的問題等都需要進一步地從理論上和實踐上進行深入的研究與探討。 
    3.4、能源政策的合理性 
    由于供熱體制的改善，供熱逐步向市場化多元化發展。新技木的推廣，離不開政策及有關職能部門的支持、鼓勵。電力部門應抓住契機。占領市場、鼓勵、支持水源熱泵的開發應用。根據情況制定出一套相關的優惠政策，加快水源熱泵技術的開發研制及應用進度。讓企業、開發商及熱用戶都得到實惠。