唐曉倩,于 洋

（1.大連鴻源熱能工程有限公司； 2.松下制冷（大連）有限公司,遼寧 大連 116000）

0 引言

熱泵可以連接自然界、生活、生產(chǎn)廢棄物中的無窮動(dòng)力，以較低的成本轉(zhuǎn)化成供給人類需求的綠色能源，而在熱泵的分類中，水-水型熱泵系統(tǒng)的優(yōu)勢就更為突出。

1 水-水型熱泵系統(tǒng)組成

水-水型熱泵系統(tǒng)是由熱泵機(jī)組、熱量吸收系統(tǒng)、熱量釋放系統(tǒng)三部分組成。其中，熱泵機(jī)組是通過消耗少量（20-25%）的高品位能量（電能），將土壤、地下水、空氣、城市污水、地表水、工業(yè)余熱、海水，地?zé)嵛菜械拇罅坎豢芍苯永玫牡推肺荒芰哭D(zhuǎn)變成可直接利用的高品位能量的裝置；

水-水型熱泵系統(tǒng)是由三個(gè)循環(huán)系統(tǒng)組成的，即自然環(huán)境側(cè)的熱量循環(huán)系統(tǒng)，以水為載體，通過管道、水泵、換熱器等裝置實(shí)現(xiàn)；人工環(huán)境側(cè)的熱量循環(huán)系統(tǒng)，以水為載體，通過散熱、散冷、管道、水泵、換熱器等裝置實(shí)現(xiàn)；熱泵機(jī)組內(nèi)部的能量循環(huán)系統(tǒng)，以制冷劑為載體，通過蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、管道等裝置實(shí)現(xiàn)。

自然環(huán)境側(cè)的熱量循環(huán)系統(tǒng)，以水為載體，通過管道、水泵、換熱器等裝置實(shí)現(xiàn)；

人工環(huán)境側(cè)的熱量循環(huán)系統(tǒng)，以水為載體，通過散熱、散冷、管道、水泵、換熱器等裝置實(shí)現(xiàn)；

熱泵機(jī)組內(nèi)部的能量循環(huán)系統(tǒng)，以制冷劑為載體，通過蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、管道等裝置實(shí)現(xiàn)。

2 水-水型熱泵系統(tǒng)分類

2.1 地下水源熱泵系統(tǒng)

地下水源熱泵系統(tǒng)是通過提取地下水中的熱量，實(shí)現(xiàn)供暖效果。而地下水是利用40米以下深度的井水，不使用淺層水是為了避免冬季地下水溫度受室外空氣溫度影響較大的原因。

冬季供暖時(shí)：通過深井泵提取上來地下水，地下水進(jìn)入熱泵機(jī)組的蒸發(fā)器，通過蒸發(fā)器地下水的熱量被提取出來，這時(shí)地下水直接回灌到回水井中，與此同時(shí)地下水中的這部分熱量通過熱泵機(jī)組做功，轉(zhuǎn)移至熱泵機(jī)組的冷凝器側(cè)，在冷凝器側(cè)進(jìn)行放熱，從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的供暖。

夏季制冷時(shí)則為逆過程，室內(nèi)的熱量，通過熱泵機(jī)組，將其熱量轉(zhuǎn)移至地下水中，實(shí)現(xiàn)制冷的效果。

2.2 土壤源熱泵系統(tǒng)

土壤源熱泵是通過埋于土壤中豎直或水平的地埋管換熱器，輔以熱泵設(shè)備，以介質(zhì)水（或加入防凍液）為載體，向土壤中吸收（釋放）熱量，用于建筑的供暖與制冷。

冬季供暖時(shí)：地埋管換熱器供水通過循環(huán)泵，將介質(zhì)水提升至熱泵機(jī)組蒸發(fā)器，介質(zhì)水在蒸發(fā)器中被提取一定熱量后，溫度降低循環(huán)至地埋管換熱器回水管，介質(zhì)水通過地埋管換熱器吸收地下土壤熱量，溫度得以提升，再循環(huán)至供水管道。夏季制冷為逆過程。

2.3 污水源熱泵系統(tǒng)

現(xiàn)有污水源熱泵系統(tǒng)普遍采用兩種應(yīng)用形式，一是經(jīng)沉淀處理后直接進(jìn)入機(jī)組；二是城市原生污水不經(jīng)過前處理，只經(jīng)過機(jī)組前端換熱器，再進(jìn)入熱泵機(jī)組。單獨(dú)沉淀后直接進(jìn)入機(jī)組的應(yīng)用形式，很好的利用了污水中的熱能，但很容易造成熱泵換熱器的堵塞,使熱泵機(jī)組的運(yùn)行效率降低，甚至損壞換熱器。城市原生污水不經(jīng)處理而直接進(jìn)入熱泵機(jī)組前置換熱器，會(huì)造成機(jī)組前置換熱器堵塞，因此需要頻繁的清洗工作，大約每周需要清洗一次，嚴(yán)重影響了熱泵系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3 水-水型熱泵系統(tǒng)優(yōu)勢

水-水型熱泵系統(tǒng)相較于其他傳統(tǒng)空調(diào)、燃煤鍋爐等有明顯的優(yōu)勢，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：

3.1 可再生能源

水-水型熱泵熱泵系統(tǒng)是利用地下水、土壤、廢棄物中的低品位能源實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移，達(dá)到人類供暖和制冷要求。

其運(yùn)行不消耗任何燃料，所以避免了二氧化硫等有害物質(zhì)排放到大氣中，符合國家提倡的低碳環(huán)保。

3.2 節(jié)能經(jīng)濟(jì)

由于水-水型熱泵系統(tǒng)的冷熱源來自于自然界中的低品位能源，只需要消耗25%左右的電能實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)做功，故能效比能到到4-5。即投入1KW的電能可得到4—5KW以上的制冷或供熱的能量。

3.3 應(yīng)用廣泛、一機(jī)多用

即可適用嚴(yán)寒地區(qū)也適用于熱帶地區(qū)。可為公用、商業(yè)、醫(yī)療、市政、居民生活等提供中央空調(diào)系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)，以及提供生活熱水。同時(shí)也可作為工業(yè)冷卻水[3]。

3.4 政策性支持

國家十分重視可再生能源開發(fā)利用工作,《中華人民共和國可再生能源法》已于2006年1月1日起實(shí)施；同時(shí),在《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中,又把大力發(fā)展和規(guī)?；瘧?yīng)用新能源和可再生能源作為能源領(lǐng)域的優(yōu)先發(fā)展主題。從國家立法和發(fā)展戰(zhàn)略的高度,對可再生能源的發(fā)展應(yīng)用予以強(qiáng)力推動(dòng)[2]。

4 結(jié)語

在未來的幾年中，中國面臨著巨大的能源壓力。中國的經(jīng)濟(jì)要保持較高速度的增長的同時(shí)又必須考慮環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展問題。所以要提高能源利用效率，在中國的能源消耗中，建筑耗能的比例相當(dāng)高。為了適應(yīng)市場要求和參加國際競爭，我們必須加快中國品牌的水-水型熱泵的產(chǎn)業(yè)化研究開發(fā)[3]。

[1]水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的原理及應(yīng)用[J].寧波節(jié)能,2012(04):15.

[2]黃向陽，湖水源熱泵系統(tǒng)尾水排放對湖泊水環(huán)境的影響研究[D].重慶大學(xué),2009.

[3]李紅霞,溫建軍,鄔燕妮.淺談熱泵技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì),2008(19).