综述土壤源热泵系统供热和制冷的建筑
Ioan Sarbu?, Calin Sebarchievici
罗马尼亚蒂米什瓦拉理工大学构建服务工程系
关键字：地热能源、热泵、地下热交换器、热响应测试、能效、环保性能
摘要：由于地源热泵在能效和环保性上有着很大的优势，因而在世界各地有大量的地源热泵热泵(GSHP)系统用于住宅和商业建筑上。GSHP在供热和制冷领域被证明是可再生能源技术。本文提供了一个详细综述GSHP系统的文献及其最新进展。热泵工作原则和能源效率被首次定义。然后一般介绍了GSHPs及其发展,以及地表水 (SWHP)、地下水(GWHP)和热泵系统(GCHP) 的详细描述。最典型的垂直地面的地面热交换器热响应试验模型总结了目前包括钻孔内的传热过程。此外,一些新的GWHP技术使用换热器有特殊施工,并将GCHP供热和制冷结合从而获得更好的能源效率。以及制冷和供热受自动控制建筑的各种混合GCHP系统描述。最后,对由能源、经济和环保组成的闭环GCHP系统也进行了简要的评述。发现GSHP技术用在寒冷和炎热的天气中节能潜力是巨大的。
1 前言：
当然经济可持续发展战略的实施,促进效率和理性建筑能源消耗的主要能源消费国是罗马尼亚和其他成员国的欧盟(EU)。建筑能源代表了最大、最划算的节能潜力。此外,研究表明节能是最有效的方法减少温室气体排放(GHG)。
目前建筑几乎80%的能量是对热的需求，建筑的热能主要用于供暖和热水,而对冷的能源需求在逐年增长。
为了实现减少化石燃料消费和二氧化碳排放的伟大目标，Kyoto-protocol 除了提高能源使用效率外还解决了现有和将来建筑可再生能源的存量问题。
2008年12月17日,欧洲议会通过了可再生能源的法案。它建立了一个通用的框架,以促进可再生能源利用。该法案为现有的和将来的建筑进一步使用热泵供热和制冷开启了一个重要的机会。热泵使环境温度达到所需制冷和供热的温度水平需要电力或其他能源形式。
从环境得到的能量Eres,即被热泵利用的可再生能源能够用下面的公式计算：
res u 1=E 1E spe ??- ???
其中u E 是由热泵理论吸收的能量，spe 是热泵理论的季节性性能系数。 热泵的spe 系数>1.15/＿，其中＿指总的电力生产力和主要的电力能源消耗之比，对于欧盟国家＿平均值为0.4，这意味着季节性性能系数spe 的最小值应该> 2.875。
地源热泵(GSHP)系统使用土壤/水源作为源提供热源以及制冷以及日常用热水。GSHP 技术相对于传统空调(A / C)系统有更高的能效，由于地下环境提供了
较高的供热温度和较低的制冷温度，这使得其温度波动小于环境温度变化。
第一个有记录的以地面作为热源的热泵专利于1912年在瑞士被发现[2]。因此,关于GSHP热泵系统的研究已经进行了近一个世纪。第一个GSHP热泵技术的研究高潮开始在二战后的北美和欧洲,一直持续到20世纪60年代早期,当时天然气和石油是广泛使用的供热燃料。那时英格索尔和布特就提出了关于热泵热传导的基本分析理论 [3],它可作为之后开发一些设计项目的基础。
第二次关于GSHPs热泵的研究高潮开始在北美和欧洲，在20世纪70年代第一次石油危机后,此时注重于对热泵的实验考证。在接下来的二十年里,进行了相当大的努力来建立安装标准和为垂直井眼系统开发设计方法[4 - 6]。
迄今为止,GSHP系统已经广泛用于住宅和商业建筑。据估计,近年来GSHP系统安装每年在全球10%的基础上不断发展到30%不等。
本文主要提出了一个详细的综述了GSHP技术的文献,专注于地源热泵(GCHP)系统。首先,定义了热泵的工作原理和能源效率。然后,对GSHPs及其发展、典型的仿真模型进行了详细描述,总结了目前垂直地面热交换器、新的地下水热泵(GWHP)使用热交换器的特殊施工、实验室的测试以及用热泵系统结合供热和制冷获得更好的能源效率。最后, 简要回顾了能源、经济和环保性的闭环GCHP热泵系统和先进的GCHP热泵系统工程应用。
2 热泵的工作原理
热泵是一种基于逆卡诺热力循环的热量装置(消耗驱动能源并产生热效应)。
任何热泵都是通过消耗驱动能源ED实现热量ES从低温源ts向高温源tu传递。
?热源可以是:气体或空气(室外空气、通风过程的热风、工业废气)；液体：一般是水:地表水(河流、湖泊、海洋),地下水,排气的热水(家用、工业的循环冷却塔)；土壤：优势是易于利用。
?热量的利用：热泵产生的热能有着高的温度,这取决于热量的利用途径。这种能量可以用来:
——环流供暖;热泵加热与之相关的低温物体:辐射板(地板,墙壁,天花板)、热传导或热对流;
——加热水(水池,生活、工业用热水);
建议供热与制冷用户相结合。这可以实现供热-制冷可逆转化，从而使达到系统双重效果。在制冷模式下, 热泵与中央空调运行完全一样。
?驱动能量：热泵可以用作驱动不同的能量形式。
——电能(用电实现压缩)；
——机械能(用膨胀涡轮实现机械压缩)；
——热力学能量（蒸汽喷射系统)；
——热能（吸收式循环）；
——热电效应能量(珀尔帖效应)。
热泵系统是指那些用电能实现压缩的，升温的过程是使低温升高到超过38?C并使热量传递到室内[4 - 6]。包括蒸发,压缩、冷凝、膨胀组成的循环(图1)。这样一个使用无氟制冷剂的热能系统被用作了供热系统。
图1：热泵的工作原理
3 热泵的节能
3.1 性能系数
热泵的运行特点是性能系数(COP)衡量的，COP 是指产生的有效作用(有用热能EU)和总的能源消耗(驱动能源ED)的比值:
U D
E COP E = 如果一个季度（年）所有的可用能量Eu 和消耗能量Ed 都是由Eq 获得。那么季节性能系数(COPseasonal)通常用SP
F 表示。
在供热模式下COP 可以用下面方程式表示：
g p t em ηηηη=
在上式中：Q HP 是热泵的热功率（能量），单位W 。Pe 是热泵的驱动能量, 单
位W 。
在制冷模式下，热泵与中央空调运行完全一样，能效比（EER ）和制热模式时COP 类似，表述的是制冷时性能系数。EER 用下面公示定义：单位Btu/(Wh)
0Q EER Pe
= 在上式中：0Q 指热泵产生的冷量，英制单位是：Btu/(Wh)，Pe 指热泵的驱动功，单位：W
热泵在制冷模式时的能效比也可用下面公式表示：
3.413
EER EER = 上式中3.413是单位Watt 转换到Btu/h 是换算系数。
图表2给出了热泵制热模式时，COP 随环境温度ts 以及室内温度tu 变化时的波动情况[8]
图2：热泵的能效波动
地源热泵系统用地下水或者锅炉制热时COP 值在3.0到4.0之间波动。制冷时EER 在11.0到17.0之间波动。当应用供热和制冷组成的闭环系统时，COP 值在2.5到4.0之间，EER 值在10.5到20.0之间。
热泵的大小因数（SF ）定义为：热泵热功率与热泵最大热量需求
的比值。
max HP Q SF Q 就能源和经济性而言，热泵的大小因数SF 可以根据环境温度和使用用途而很好的利用。
3.2电能压缩式热泵的收益能力
影响热泵的效率生命周期的因素有：（1）当地的电能；（2）气候条件；（3）热泵的形式（水源或者空气源）；（4）制冷剂；（5）热泵的大小；（6）温度控制；（7）安装质量
考虑到热泵具有很高的能效比，在评估热泵时通常用一个综合的能量指标来
衡量热泵的效率。
s g COP ηη=
其中g p t em ηηηη=
在上式中g η是总的能效系数；p η、t η、em η分别是电能的产生、运输以及电动机的能量系数。
为了正确评估热泵系统，综合指标系数g η必须满足的条件s η>1。也就是只有COP>2.78时才考虑使用热泵。
COP 值受热力学第二定律限制：
在制热模式时：
u c u s
t COP t t ε≤=- 在制冷模式时：
s u s
t COP t t ≤- 上面两式中u t 、s t 分别是热源（冷凝）、冷源（蒸发）的绝对温度，单位：
K 的最大效率值可以由逆卡诺循环得到。
4 热泵的形式
热泵的组成：（1）热源和汇（2）冷热流体分布（3）热力循环。
· 空气---空气热泵。这种类型的热泵是最普遍的，尤其适合使用单一型热泵的工厂建筑。
·水---空气热泵。这种热泵依赖水作为热量来源。并且使用空气将热量传递给用冷空间，包括如下几种形式：
图3：不同形式水源热泵原理图
-地下水源热泵，利用井水为热源或者汇。
-地表水源热泵：利用湖水、水池、河水、作为热源或者汇。
-太阳能辅助水源热泵，利用低温太阳能作为热源。
·水-水热泵，这种类型的热泵制冷和供热是以水作为热量的源和汇。制冷和供热可以通过制冷剂循环实现，但是在水循环时更容易实现转换。几个水-水热泵组合在一起能够为一个集中式制冷、供热工厂提供多个空气处理单元，这种应用的优势在于：便于控制，集中管理、节能、使用灵活。
·地源热泵。它利用土壤作为热源和汇，这种类型的热泵可以是制冷剂-水实现换热，或者是制冷剂直接膨胀。在制冷剂-水换热系统中，加有防冻剂的水可以水平的、竖直的或者是蛇形盘管经由泵抽出。直接膨胀式地源热泵利用制冷剂在淹没地下的盘管换热器蒸发实现换热。
·混合型的热泵是多种多样的，它是通过冷却塔或者风冷式冷凝器来减少地源热泵每年的热量损失。
5 地源热泵系统
近来，地源热泵由于其优越的环保性和高的能效比而备受关注。可再生能源如：太阳能、风能、生物质能、潮汐能以及地热能能够有很低的温室气体排放。
在冰冻线以下土壤温度是相对稳定的，土壤温度夏季比室外低，冬季比室外高。如此一来，土壤就是很高效的能量来源。地源热泵包括三个主要的部分：（1）地下水系统（2）热泵机组（3）热量分配系统即用户使用
地下水源系统多种多样，作为源和汇的可以有地下水、土壤、或者地表水。根据ASHRAE [13]分类这些系统可以分为三种：（1）地下水源热泵（2）地表水源热泵（3）土壤源热泵。这三种不同系统原理图在图3有介绍。同时还有许多类似的热泵形式如地热型热泵。
地下水源热泵利用地下水作为热源或者汇，地下水源热泵与其他形式的地源热泵相比有初投资少、节能的优点。然而很多工厂严格限制大范围使用地下水源热泵，这些限制来源于地下水，以及由于地下水对管道设备腐蚀而引起的维护费用。地下水源热泵中，热量的排放/提取是通过在高密度的聚乙烯管道中液体循环实现的，这些管道是放置在足够水深的湖、池塘、蓄水池或者合适的水槽中。这种系统的主要劣势是地表水温更容易受到天气条件影响，尤其是在冬天。
在众多地源热泵中，垂直型的地源热泵系统吸引了研究领域和工程实践更多的注意力。已经报道了一些关于地源热泵技术的文献综述。[15,16] 地源热泵系统中，热量通过闭环系统被抽取/排放到土壤中，也就是通过土壤热交换器实现水或者其他不结冻液体实现循环，典型的用于地源热泵的土壤换热器主要是高密度聚乙烯管。它的安装方式主要有：垂直钻井安装（垂直换热器）或者水平土沟安装（水平换热器）
地源热泵在供暖系统中能效更高，能够利用比普通散热器和辐射板（地板、墙壁、天花板）更低的温度。在制冷模式时，地源热泵系统能够减少能耗30-50%，制热模式时能够减少能耗20-40%[17]，在以下应用中地源热泵系统比常规的系统更节能。
-在新技术相对容易体现在新型建筑中，或者是替代现有系统生命周期将要
结束的建筑。
-在气温波动较大或者冬天较冷，夏天较热的地区，以及电力费用高于平均值的地区。
-在没有天然气可以利用的地区或者是天然气价格高于电价的。
5.1 地表水源热泵的综述
如果加以合适利用地表水可以作为很好的热源或者汇，水温在4°C时密度最大，而不是在冰点0°C时。这种现象对于常规组合热泵运行时热量传递效率有着很大优势。在默写情况下，湖水是很好的冷源，下面介绍几种水循环系统以及几个常规的系统。
在闭路水循环系统中，水-空气热泵与地下水环相连。热量交换在靠水环内液体循环实现，在建筑内部热量与室内空气实现换热。
在开环系统中，湖中的水在热交换器中经由泵抽出，并且在水被抽出的某处地方排放到湖中，水泵位置可以或多或少的高于或低于湖中水平面，对于热泵在制热模式运行时，这种类型仅限于较暖和的气候条件，湖水的记录温度必须在5.5°C以上以防结冻。
由于水温分层现象，靠近湖水底部有着大量温度相对稳定的冷却水，这部分冷却水仅仅通过热交换器就能够为建筑提供足够的冷量。热泵不需要提供冷量，能耗就会大大的减少。闭环水路系统也能应用在温度稍低的湖水中，热泵的热量可以由单独热源提供或者使热泵处于制热模式下。当水温在10到15°C之间时预冷或者是补充冷量也是允许的。
闭环地表水源热泵的优势有：（1）由于不用挖掘而使费用相对减少（2）低的泵功耗（3）运行费用低。不利之处有：（1）在一般的湖水中冻伤的可能（2）水温随室外气候条件的波动。
5.2 地下水源热泵的介绍
地下水源热泵从井中抽取水并把水提供给热泵（或者是中间热交换器），其中水作为热源或者汇[13]。可以统一的或者集中式的安装，在统一安装类型中，大量的小型水-空气热泵被分配在建筑中。集中式安装使用一个或者很少的大容量冷却装置来为两管或者四管分配系统提供冷热水。统一安装系统更为普遍并且更节能。
直接供水系统（在这种系统中地下水不经中间换热器直接进入热泵）不被推荐使用除了在很小的安装系统中，虽然有一些这样的系统是成功的，其他的大部分有很严重的困难即使是地下水有良好的水质。水源热泵特定的操作部分是相似的，主要部分包括：（1）井（提供热量的抽取和排放）（2）井水泵（3）地下水热交换器。
在开环水路系统中，制冷剂和地下水之间的热交换器可能会结垢、腐蚀、或者堵塞。这就要求中间换热器中流速通常在0.027到0.054m/s ，而且地下水必须被回灌到井里面或者排放到地表水系统中，如河流挥着湖中。
水的额定流速G 取决于蒸发器的制冷量 Q 0和冷却水温，表示为：
0()
w wi we Q G wC t t =- 在上式中c w 是水的比热容，t wi ,t we 分别指水泵的进口温度和出口温度。
在表1中总结了地下水源热泵和地表水源热泵的理论COP 值，热泵都是在水-水热泵模式时。
表1： GWHP和SWHP在水-水循环系统时的COP
水源热泵技术介绍及工作原理 水源热泵技术是利用地球表面浅层水源中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。 地球表面浅层水源（地下水、河流、湖泊、海洋等）中吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，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由末端系统，水源热泵中央空调主机系统和水源热泵水系统三部分组成。冬季为用户供热时，水源热泵中央空调系统从水源中提取低品位热能，通过电能驱动的水源热泵中央空调主机（热泵）“泵”送到高温热源，以空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中满足用户供热需求。夏季为用户供冷时，水源热泵中央空调系统将用户室内的余热通过水源中央空调主机（制冷）转移到水源水中，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以满足用户制冷需求。通常水源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。 水源热泵的特点及优势 属于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。所以说水源热泵是一种清洁的可再生能源的技术。 高效节能 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，机组效率提高。
浅谈湖水源热泵系统分析建议 地表水源热泵就是利用江、河、湖、海的地表水作为热泵机组的热源。当建筑物的周围有大量的地表水域可以利用时，可通过水泵和输配管路将水体的热量传递给热泵机组或将热泵 机组的热量释放到地表蓄水体中。根据热泵机组与地表水连接方式的不同，可将地表水源热泵分为两类：即开式地表水源热泵系统和闭式地表水源热泵系统。 开式地表水源热泵系统和开式地下水源热泵系统近似，但由于地表水的传热特性与地下水的传热特性相差甚远，因此地表水源热泵系统的设计与地下水源热泵系统的设计不同。 闭式地表水源热泵系统与土壤源热泵系统类似，即通过放置在湖中或河流中的换热器与热泵机组连接，吸热或放热均通过湖水换热器内的循环介质进行。当热泵机组处于寒冷地区时，在冬季制热工况时，湖水热交换器内应采用防冻液作为循环介质。在开式系统中，从蓄水体底部将水通过管道输送到热泵机组中，进行热量交换后，再通过排水管道又将其输送回湖水表面，但水泵的吸入口与排放口的位置应相隔一定的距离。在开式地表水源热泵系统中，地表水的作用与冷却塔近似，而且不需要消耗风机的电能及运行维护费用，因此初投资比较低。 开式系统的主要优点如下： 由于减少了湖水换热器，增加了地表水与制冷剂之间的传热温差，因此比闭式地表水源热泵机组的换热量增大，即在相同条
件下，增加了机组的制冷量或制热量。如果湖水较深，湖水底部的温度比较低，夏季可以利用湖水底部的低温水来预冷新风或空调房间的回风，充分节约能量。来自热泵机组的温水排放到湖水上部温度较高的区域，这样保证湖水温度分布不发生改变，对湖水温度的影响小 开式系统存在的最大缺点是热泵机组的结垢问题。可采用可拆卸的板式换热器，并定期对其进行清洗或对机组进行定期的反冲洗等。另外，用于冬季制热，当湖水温度较低时，会有冻结机组换热器的危险，因此开式系统只能用于温暖气候的地区或热负荷很小的寒冷地区。在实际工程中，开式系统多应用于容量小的系统。 开式地表水源热泵系统的设计 开式地表水源热泵系统中，由于没有湖水换热器，系统设计相对简单，最关键的是选取合适的水流量。在夏季制冷时，由于地表水的温度总是低于空气温度，机组运行效率比较高。冷却水侧流量应根据放热负荷的大小。在冬季制热时，必须保证机组换热器出口水温在2以上，因此水侧进出口温差一般保持在3以内，每千瓦热负荷的最佳流量为0.2m3/H 。在气候寒冷地区，若冬季地表水温度在7以下时，则不适宜用开式热泵系统。 与土壤源热泵系统相比，闭式地表水源热泵系统的投资、泵的输送耗电量、湖水换热器的投资及运行费用方面均比较低。与开式地表水源热泵系统比较，它的优点如下：
水源热泵系统设计 一、水源热泵设备选型 ⒈一般情况下按空调冷负荷确定机组型号，对于热负荷高的地区要校核采暖负荷。 传统的系统——用较大的热负荷或冷负荷选择系统。以出水温度35℃的制冷量或以出水温度18℃的 制热量作为选择水源热泵机组的依据。 ⒉无锅炉系统——用冷负荷选择水源热泵机组，房间的热损耗需用足够能量的电加热型加热器加以抵 消。 ⒊水系统进水温度选定原则：一般制冷为15～35℃，制热为10～32℃，国标规定制造商参数标定按制冷进出水温度30/35℃，热泵制热进出水温度20℃。 ⒋水量及风量确定原则：一般每KW的水流量为0.19m3/h，风量为140～250m3/h。 ⒌实际制冷量及制热量会因室内设计干、湿球温度的不同而有所变化，应根据室内设计干、湿球温度进 行修正。 二、循环水系统设计 水环系统通常有冷却塔、换热器、蓄热箱、辅助加热器、泵及相应管路组成。水环水温控制范围一般为15～35℃，在此温度范围内，一般不需要开冷却塔或辅助加热器。 三、系统水流量设计 水源热泵系统夏季需冷量的计算方法与其它系统相同。根据需冷量和所需的冷却水温差，各台水源热泵装置的循环水量即可求出，在考虑到装置的同时使用系数，即可得到整个系统所要求的夏季总冷却循环水量。 一般来说，单一性质的建筑同时使用系数较高，综合性建筑则低一些。另水源热泵装置的数量越多，同时使用系数越小，反之则越大。同时使用系数可按以下原则来确定： ⒈循环水量小于36 m3/h时，同时使用系数取0.85～0.9 ⒉循环水量为36～54 m3/h时，同时使用系数取0.85～0.85 ⒊循环水量大于54 m3/h时，同时使用系数取0.75～0.8 以上原则中所提到的循环水量是指各装置所需水量的累计值，把此值乘以同时使用系数即可得到系统实际所需的总循环水量，并以此作为循环水泵、冷却塔的选型参数以及循环水总管径确定的依据。 四、系统形式 水源热泵水路系统通常采用一次泵系统，运行简单、管理也比较方便。考虑到整个系统的运行可靠，系统中必须设置备用泵。 水系统的循环泵建议多台并联。 为保证每一台水源热泵机组都得到所需水流量，其水系统一般建议采用同程式；每一个分支
一、水源供应系统概述 水源热泵系统是从各种水源或土壤埋管水环路中提取能量，根据目前常用的工艺措施，水源热泵系统的能量来源包括地表水源、废热水源、井水水源、土壤埋管。地表水源包括江、河、湖、海水源，废热水源包括工业废水、生活污水及中水、矿井坑道水源等，井水水源是指深度一般在400米以上的浅表层井水，土壤埋管是指水平埋管或深度一般在200米以上的垂直埋管式交换器。 水源供应系统是水源热泵中央空调的能量来源，与传统中央空调系统对比，它取代了锅炉供热系统和冷却塔，因此在水源热泵中央空调工程中是重中之重，对整个空调系统的使用效果、运行可靠程度、空调系统耗能量影响很大。地表水源和废热水源需要在进主机前采取相应的过滤、水处理和防腐措施，土壤埋管已有《地埋管地源热泵技术》等相关技术规范资料，而井水水源的供应系统目前尚没有专门的文字资料进行总结和归纳，因此本章将根据大量的【科莱智星】水源热泵项目工程实践经验，从水井系统的前期规划、取水方案和工程布局、井水量计算、潜水泵的选型与控制、水处理措施、回灌措施诸方面加以分析说明。 二、水井供应系统的前期规划 一个土建项目是否可以上水源热泵中央空调，取决于该项目所在地是否具有水源。如果有温度适宜、水量恒定的工业尾水、污水中水、地表水、海水等各种形式的水源，则可以直接从上述水源中提取冷热能。如果没有再考虑地下水方式是否可行。有的地区严重缺乏地下水，有的地区当地政府严禁开采地下水，有的项目在建筑物周边空地根本不具有水井施工的客观条件，所以地下水方式会受到各种因素的限制。 地下水方式的优势是一年四季400米以上的浅表层水温相对恒定，但全国各地的地下水状况各不相同，每一个地区的每一个项目在进行水源热泵项目论证时必须提前咨询当地地质勘探部门的专业人员，以确认项目所在地是否有水量稳定的地下水。有的项目紧靠大江大河，设计人员想当然地认为水量肯定没问题，但施工时却发现地下根本没有稳定的水源或水量很小。有的项目丰水期考察时水量充足，上马后却发现枯水期地下水严重不足。为了解决上述问题，在项目前期规划设计阶段，须作如下工作： 1、查看建筑物的总平面图，了解建筑物周边是否有空余场地可以用来打井。 2、了解当地政府是否允许开凿水源热泵水井，有哪些规定和办理程序。 3、通过水利部门和地质勘探部门了解地下水状况、水井工艺要求、打井成本、水质、水量、水温等详细资料。
热泵是一种将低温热源的热能转移到高温热源的装置。通常用于热泵装置的低温热源改是我们周围的介质——空气、河水、海水，或者是从工业生产设备中排出助工质，这些工质常与周围介质具有相接近的温度。热泵装置的工作原理与压缩式制冷机是一致的；在小型空调器中，为了充分发挥它的效能，在夏季空调降温或在冬季取暖，都是使用同一套设备来完成的。在冬季取暖时，将空温器中的蒸发器与冷凝器通过一个换向阀来调换工作，见图2一17。 热泵工作原理图 [1] 由图2—17中可看出，在夏季空调降温时，按制冷工况运行，由压缩机排出的高压蒸汽，经换向阀(又称四通阀进入冷凝器，制冷剂蒸汽被冷凝成液体，经节流装置进入蒸发器，并在蒸发器中吸热，将室内空气冷却，蒸发后的制冷剂蒸汽，经换向阀后被压缩机吸入，这样周而复始，实现制冷循环。在冬季取暖时，先将换向阀转向热泵工作位置，于是由压缩机排出的高压制冷剂蒸汽，经换向阀后流入室内蒸发器(作冷凝器用，制冷剂蒸汽冷凝时放出的潜热，将室内空气加热，达到室内取暖目的，冷凝后的液态制冷剂，从反向流过节流装置进入冷凝器(作蒸发器用，吸收外界热量而蒸发，蒸发后的蒸汽经过换向阀后被压缩机吸入，完成制热循环。这样，将外界空气(或循环水中的热量“泵”入温度较高的室内，故称为“热泵”。上海冰箱厂生产的CKT 一3A 型窗式空调器，就是一种热泵式空调器。在图2—17的热泵循环中，从低温热源(室外空气或循环水，其温度均高于蒸发温度to 中取得Q 。kcal/h的热量，消耗了机械功ALkcal/h，而向高温热源(室内取暖系统供应了Qlkcal/h的热量，这些热量之间的关系是符合热力学第一定律的，即Q1=Q0十AL kcal/h
水源热泵控制系统 水源热泵作为一种用地下恒温水源代替冷却塔的高效节能空调，在实际应用中，为了进一步提高节能效果，还应尽可能减少主机、冷冻水泵和冷却水泵等主要耗能设备的用能。传统的空调水系统使用定流量的运行方式，水源热泵主机本身具有能量调节机构，根据负载变化输出的能量可以在额定值的25％-100％的范围内调整。但是，冷冻水泵和冷却水泵却不随着负载变化做出相应的调节，流量保持不变，导致水系统经常在大流量、小温差的工况下运行，电能浪费很大。采用定温差变流量的水系统控制，可以避免这种浪费。 采用这种控制方式，可以把进回水的温差固定在一个较大的给定值上，在用户负荷较小时，通过减少流量来满足用户要求，这样水泵的能耗可以大大减少。随着冷机技术的进步，蒸发器的流量可以在额定流量的60%-100%范围内变化，这样就为采用交流变频调速器对水源热泵系统中的水泵进行变流量节能控制提供了技术保证。本文将利用PLC、触摸屏和变频器对水源热泵进行变频节能控制。 2 变频节能控制方案 采用变频器配合可编程控制器组成控制单元,其中冷却水泵、冷冻水泵均采用温度自动闭环调节，即用温度传感器对冷却水、冷冻水的水温进行采样,并转换成电信号(一般为4-20 mA,0-10 V等)后送至PLC,通过PLC将该信号与设定值进行比较再作PID运算后，决定变频器输出频率,以达到改变冷冻水泵、冷却水泵转速,从而达到节能目的。 2.1冷冻水系统 系统采用定温差变流量的方式运行，在保证最末端设备冷冻水流量供给的情况下，确定一个冷冻水泵变频器工作的最小工作频率作为水泵运行的下限频率并锁定；将电动机工频设定为上限频率，改变变频器频率就可以调节系统的流量。
上海世博轴江水源地源热泵系统设计
一、世博园区简介
世博园区规划 F 区 文化博览中心 演艺中心世博中心 世博轴 中国馆 主题馆 VIP 生活中心Shangri-La hotel 非洲馆 欧洲馆 美洲馆 澳洲馆 亚洲馆 企业馆 最佳城市试验区
二、建筑概况 2 1 4 1 1 2 2 1 1 3 2 2 4 3 下 下 7. 3.7. 3.5 5.0 14.0 5.03.515.04. 4.3. 3.516.2 8. 3.5 216 90 1020 50100 0道路红线 228 3.5 16.5 35 4.5 55 25.0 121 38 121 671.0 道路红线 地下室边界 道路红线 道路红线 道路红线 道路红线道路红线地下室边界 800 磁悬浮控制线 上 南 路 上 南 路 路 明浦 路 明 浦 路 环 北 路 环 南 路 野 雪 历 城 路 路 浦 华路 野雪 路 环 南路 环 北 江 黄 浦 云 台 路 路 山 洪 浦明110KV 变电站 演艺中心 公共活动中心 餐饮娱乐广场 世博会期间高架步廊 主题展馆 停车场 广场 磁悬浮车站 中国馆 国家自建馆 国家自建馆 停车场 周家渡通信机房 8.0 围栏区 阳光谷D 阳光谷E 阳光谷A 阳光谷B 玻璃屋顶 滨江庆典广场会后开发高层 56 56 166 261 252 11.1 800 阳光谷C 道路红线 地下通道 接演艺中心地下 接公共活动中心地下 接中国馆 接磁浮车站 通道 地下通道接接轨道交通 通道 华 浦 路 +4.298+4.400 +4.000 +4.000+4.000 +4.500 +4.500 +4.000 下 下 82.1 61.5 85.1 591 75.9 623 83.4 59.5 .5.6 下沉式广场 (2#地块) (1#地块) 120 55地下通道一层通廊主入口(会中) 一层商业主入口(会后)地下一层入口 一层通廊主入口(会中) 一层商业主入口(会后)地下一层入口 一层安检入口(会中) 一层安检入口(会中) 一层商业主入口(会后)下沉式广场入口 下沉式广场入口 一、二层主入口 一层商业主入口(会后) 地下一层入口 地下一层入口 一层通廊主入口(会 中)一层商业主入口(会后) 一层通廊主入口(会中)一层商业主入口(会后)地下一层入口 地下一层入口10.00m 高架平台入口 995 接地铁车站地下通道一层通廊主入口(会 中) 一层商业主入口(会后)餐饮娱乐广场 地下车库出入口地下车库出入口+4.552 +4.600 地铁风口 地铁风口 接地铁广场 接地铁广场 660 9-10 660 X =-6065.3555Y =2039.6836 X =-6045.0653Y =2147.7960 X =-5041.6016Y =1948.5339 X =-5059.9552Y =1850.7413 702.3 22.470 70 150 146 50 150 16.8 800 40 155 10.00m 高架平台入口 南段用地 北段 800 阳光谷A 9.A C H J 1-1 3-31 下+4.200 +4.200 +4.200 +4.200+4.200-1.000+1.800+1.800 -1.000-1.000 下下下下下下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 下 -1.000 -1.000-1.000-1.000-1.000-1.000+4.200-1.000-1.000 -1.000 -1.000 168 地下车道接 地块车库地下通道 接联合展馆 地下通道 北段 660 110 225 A C H J 70 70 995 995 X =-5728.1938Y =1976.1541 X =-5682.0769Y =2068.7362 X =-5203.0070Y =1978.8260 X =-5248.7401Y =1886.1718 20.0134 227 用地红线 用地红线 8.9 649.0674.0 22.4 1-1 3-2920.0 2.7 134 244 总平面图
水源热泵工作原理 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℃，
水源热泵与地源热泵优缺点的比较 一、水源热泵深井技术介绍 1、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，一般说来，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。 1.1系统原理图：制热工况为例（制冷工况可通过阀门切换来实现，即使水源水进冷凝器，蒸发器的冷冻循环水接用户系统），系统原理见下图：
分类：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套管，该组套管一般水平或垂直埋于地下或湖水海水中，通过与土壤或海水换热来实现能量转移。 开式系统也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。通过建造抽水井群将地下水抽出，通过二次换热或直接送至水源热泵机组，经提取热量或释放热量后，由回灌井群回地下。． 水源热泵原理图：
深井回灌开式环路
地下水平式封闭环路 2.水源热泵优点 2.1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，。4~6，实际运行为7理论计算可达到． 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
综述土壤源热泵系统供热和制冷的建筑 Ioan Sarbu?, Calin Sebarchievici 罗马尼亚蒂米什瓦拉理工大学构建服务工程系 关键字：地热能源、热泵、地下热交换器、热响应测试、能效、环保性能 摘要：由于地源热泵在能效和环保性上有着很大的优势，因而在世界各地有大量的地源热泵热泵(GSHP)系统用于住宅和商业建筑上。GSHP在供热和制冷领域被证明是可再生能源技术。本文提供了一个详细综述GSHP系统的文献及其最新进展。热泵工作原则和能源效率被首次定义。然后一般介绍了GSHPs及其发展,以及地表水 (SWHP)、地下水(GWHP)和热泵系统(GCHP) 的详细描述。最典型的垂直地面的地面热交换器热响应试验模型总结了目前包括钻孔内的传热过程。此外,一些新的GWHP技术使用换热器有特殊施工,并将GCHP供热和制冷结合从而获得更好的能源效率。以及制冷和供热受自动控制建筑的各种混合GCHP系统描述。最后,对由能源、经济和环保组成的闭环GCHP系统也进行了简要的评述。发现GSHP技术用在寒冷和炎热的天气中节能潜力是巨大的。
1 前言： 当然经济可持续发展战略的实施,促进效率和理性建筑能源消耗的主要能源消费国是罗马尼亚和其他成员国的欧盟(EU)。建筑能源代表了最大、最划算的节能潜力。此外,研究表明节能是最有效的方法减少温室气体排放(GHG)。 目前建筑几乎80%的能量是对热的需求，建筑的热能主要用于供暖和热水,而对冷的能源需求在逐年增长。 为了实现减少化石燃料消费和二氧化碳排放的伟大目标，Kyoto-protocol 除了提高能源使用效率外还解决了现有和将来建筑可再生能源的存量问题。 2008年12月17日,欧洲议会通过了可再生能源的法案。它建立了一个通用的框架,以促进可再生能源利用。该法案为现有的和将来的建筑进一步使用热泵供热和制冷开启了一个重要的机会。热泵使环境温度达到所需制冷和供热的温度水平需要电力或其他能源形式。 从环境得到的能量Eres,即被热泵利用的可再生能源能够用下面的公式计算： res u 1=E 1E spe ??- ??? 其中u E 是由热泵理论吸收的能量，spe 是热泵理论的季节性性能系数。 热泵的spe 系数>1.15/＿，其中＿指总的电力生产力和主要的电力能源消耗之比，对于欧盟国家＿平均值为0.4，这意味着季节性性能系数spe 的最小值应该> 2.875。 地源热泵(GSHP)系统使用土壤/水源作为源提供热源以及制冷以及日常用热水。GSHP 技术相对于传统空调(A / C)系统有更高的能效，由于地下环境提供了
水源热泵冷水机组的特点及原理 水源热泵冷水机组凭借经济实用、环保、应用范围广等各方面优点，在生活中被广泛使用着。很多地区都将该系统运用在了建筑的配套设施之中，它符合可再生能源技术要求，响应了可持续发展的战略理念。小编现在为大家介绍下什么是水源热泵冷水机组？它与空调有什么区别？ 一、什么是水源热泵冷水机组 “水源热泵”型冷水机组又称为冷暖型冷水机组，冷暖型机组可在夏季向空调系统提供冷冻水源。而在冬季可向空调系统提供空调热水水源，或直接向室内提供冷风和热风。冷水机组的热泵工作原理是利用冷水机组的蒸发器从环境中取热，经过压缩机所消耗的功(电能)起到补偿作用，冷水机组的冷凝器则向用户排热，制出所需要的热水。 二、水源热泵冷水机组与空调之间的区别 传统设计的空调系统中较多采用的是冷水机供冷、锅炉供热的方式，或者采用溴化锂机组同时提供冷水和热水。利用锅炉作为热源，存在着环境污染和运行费用高的问题，降低能源消耗;而冷水机组以热泵方式运行来供热和提供热水，使得不仅采用电力这种清洁能源，而且提高了冷水机组的综合能效比，降低了能耗。 地球表面浅层水源(一般在1000 米以内)，如地下水、地表的河流、湖泊和海洋，吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵技术的工作原理就是:通过输入少量高品位能源(如电能)，实现低温位热能向高温位转移。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。 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4.3~5.0kW.h的热量或5.4~6.2kW.h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%。
水源热泵设计方案 单位：空调有限公司 日期： 2011年06月 目录 一、水源热泵工程设计方案说明 二、水源热泵报价一览表 三、水源热泵机组简介及配置清单 四、水源热泵机组部分销售业绩一览表 五、售后服务承诺 六、公司资质 水源热泵方案设计说明 一、工程概况
本工程为北京市通州宋庄镇北寺生态园，建筑面积约5100平米，其中生态园建筑面积3100平方米，办公和住宿2000平方米。 二、设计范围 水源热泵机房、水井和末端系统。 三、设计依据 1. 《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003） 2. 《实用供热空调设计手册》 3. 《建筑设计防火规范》GBJ16-87 4. 《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002 5. 《建设工程设计常用技术措施·暖通》 四、室外设计气象参数
名称单位夏季冬季 空调 室外 计算 干球 温度 ℃ 33.8-12 空调 室外 平均 不保 证50h 的湿球温度℃26.5 - 空气调节 日平均温度℃29 - 空调 室外 计算 相对 湿度 %7741 通风 室外 计算 干球 温度 ℃ 30-5 通风室外计算%62 -
相对湿度 室外 风速 m/s 1.9 3 大气 压力 mmHg 751 767 最大冻土深度 cm - 85 五、 空调冷热负荷计算 建筑 用途 建筑面积 冷负荷指 标 热负荷指 标 冷量计算 热量计 算 M2 W/M2 W/M2 KW KW 生态园 3100 260 180 806 558 办公/ 住宿 2000 220 180 440 360 合计 5100 1246 918
污水源热本调研报告 所谓污水源热泵，主要是以城市污水做为提取和储存能量的冷热源，借助热泵机组系统内部制冷剂的物态循环变化，消耗少量的电能，从而达到制冷制暖效果的一种创新技术。 城市污水源热泵空调技术能实现冬季供暖、夏季空调、全年生活热水供应（很廉价的热水供应方案）、夏季部分免费生活热水供应。城市污水热泵空调是一项高新技术，具有节能、环保及经济效益，符合经济与社会的可持续性发展战略。城市污水源热泵机组以污水为冷热源，冬季采集来自污水的低品位热能，借助热泵系统，通过消耗部分电能（1份），将所取得的能量（大于4份）供给室内取暖；在夏季把室内的热量取出，释放到水中，以达到夏季空调的目的。 1、污水源热泵的工作原理 污水源热泵的主要工作原理是借助污水源热泵压缩机系统，消耗少量电能，在冬季把存于水中的低位热能“提取”出来，为用户供热，夏季则把室内的热量“提取”出来，释放到水中，从而降低室温，达到制冷的效果。其能量流动是利用热泵机组所消耗能量（电能）吸取的全部热能（即电能+吸收的热能）一起排输至高温热源，而起所消耗能量作用的是使介质压缩至高温高压状态，从而达到吸收低温热源中热能的作用。 污水源热泵系统由通过水源水管路和冷热水管路的水源系统、热泵系统、末端系统等部分相连接组成。根据原生污水是否直接进热泵机组蒸发器或者冷凝器可以将该系统分为直接利用和间接利用两种
方式。直接利用方式是指将污水中的热量通过热泵回收后输送到采暖空调建筑物；间接利用方式是指污水先通过热交换器进行热交换后，再把污水中的热量通过热泵进行回收输送到采暖空调建筑物。 2、污水源热泵系统的特点： （1）环保效益显著 城市污水源热泵是利用了污水作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音及霉菌污染。不产生任何废渣、废水、废气和烟尘，环境效益显著。 （2）高效节能 冬季，污水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。而夏季污水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，机组效率提高。 （3）运行稳定可靠 污水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。 （4）一机多用，应用范围广 此热泵系统可供暖、空调，生活热水供应（夏季免费）等。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。 （5）投资运行费用低
水源热泵设备选型 ⒈一般情况下按空调冷负荷确定机组型号，对于热负荷高的地区要校核采暖负荷。 传统的系统——用较大的热负荷或冷负荷选择系统。以出水温度35℃的制冷量或以出水温度18℃的 制热量作为选择水源热泵机组的依据。 ⒉无锅炉系统——用冷负荷选择水源热泵机组，房间的热损耗需用足够能量的电加热型加热器加以抵 消。 ⒊水系统进水温度选定原则：一般制冷为15～35℃，制热为10～32℃，国标规定制造商参数标定按制 冷进出水温度30/35℃，热泵制热进出水温度20℃。 ⒋水量及风量确定原则：一般每KW的水流量为0.19m3/h，风量为140～250m3/h。 ⒌实际制冷量及制热量会因室内设计干、湿球温度的不同而有所变化，应根据室内设计干、湿球温度进 行修正。 二、循环水系统设计 水环系统通常有冷却塔、换热器、蓄热箱、辅助加热器、泵及相应管路组成。水环水温控制范围一般为15～35℃，在此温度范围内，一般不需要开冷却塔或辅助加热器。 三、系统水流量设计 水源热泵系统夏季需冷量的计算方法与其它系统相同。根据需冷量和所需的冷却水温差，各台水源热泵装置的循环水量即可求出，在考虑到装置的同时使用系数，即可得到整个系统所要求的夏季总冷却循环水量。 一般来说，单一性质的建筑同时使用系数较高，综合性建筑则低一些。另水源热泵装置的数量越多，同时使用系数越小，反之则越大。同时使用系数可按以下原则来确定： ⒈循环水量小于36 m3/h时，同时使用系数取0.85～0.9 ⒉循环水量为36～54 m3/h时，同时使用系数取0.85～0.85 ⒊循环水量大于54 m3/h时，同时使用系数取0.75～0.8 以上原则中所提到的循环水量是指各装置所需水量的累计值，把此值乘以同时使用系数即可得到系统实际所需的总循环水量，并以此作为循环水泵、冷却塔的选型参数以及循环水总管径确定的依据。 四、系统形式 水源热泵水路系统通常采用一次泵系统，运行简单、管理也比较方便。考虑到整个系统的运行可靠，系统中必须设置备用泵。 水系统的循环泵建议多台并联。 为保证每一台水源热泵机组都得到所需水流量，其水系统一般建议采用同程式；每一个分支管路上最好加上平衡阀。考虑到建筑物的特点，为了配管方便，有时也可采取直接回水的异程式方案。 五、循环水管设计 ⒈确定循环水管的管径时，需要保证能输送设计水流量，使摩擦损失和水流噪音最小，以获得经济合理的效果。 ⒉循环管径越小，流速越高，相应摩擦损阻力变大，水流噪音也大。 ⒊当确定管径时，对于50mm直径的水管，极限水流速度为1.5～2 m/s，在极限水流速以下
水源热泵空调系统简介 一、背景 环境污染和能源危机已成为当今社会的两大难题，如何在享受的同时付出最少的代价逐渐成为人类的共识，在这种背景下以环保和健康为主要特征的绿色建筑应运而生。尽可能少地消耗能源为建筑物创造舒适环境已经成为空调的发展方向，开发利用天然的冷/热源能够为空调带来节能和环保双重效益，因而越来越受到人们的重视。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，一般说来，埋藏于地表50m以下的深井水可常年维持在该地区年平均温度左右，是一种理想的天然冷热源。 二、水源热泵简介 水源中央空调系统是一种从地下水资源中提取热量的高效、节能、环保、可再生的供热（冷）系统。该系统是成熟的热泵技术、暖通空调技术配套地质勘察成井技术于一体，在地下50～100米相对稳定的水体温度下高效、稳定、经济的运行。水源中央空调系统是由末端（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，水源中央空调系统将用户室内的余热通过水源中央空调主机（制冷）转移到水源水中，以满足用户制冷需求。 用户（室内末端等）系统由用户侧水管系统、循环水泵、水过滤器、静电水处理仪、各种末端空气处理设备、膨胀定压设备及相关阀门配件等组成。 水源中央空调主机系统由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、各种制冷管道
配件和电器控制系统等组成。 水源水系统由取水装置、取水泵、各种水处理设备、水源水管系统和阀门配件等组成。 制冷工况的实现只需通过合理地设计用户系统和水源水系统管道和阀门，切换阀门来实现进蒸发器的水源水改进冷凝器，进冷凝器的用户系统循环水改进入蒸发器，以达到制冷的目的。（反之则为供热工况） 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，进行能量转换的冷暖空调系统。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相对的均衡。这使得利用储存于其中的似乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说，水源热泵是利用可再生能源的一种有效途径。 三、水源热泵中央空调系统的工作原理图 在上图中，供水井的地下水通过潜水泵进入机组并进行能量提取后回灌入回水井，构成井水循环系统。机组提取地下水中的低位能量并将其聚变为高位能量，然后输送给冷暖水循环系统(用户末端)。整个系统仅消耗电能，无任何污染。由于地下水循环使用．因此也不会造成地层沉降。主机占地面积比传统方式大大减少，可放置在地下室等空间。
某酒店地热水水源热泵系统设计方案 内容节选： 一、工程概况及设计依据 1、工程概况 某地产公司开发的星级酒店工程，建筑面积约50700m2，内容涉及住宿、餐饮、娱乐、会议等，是一座五星级综合服务型酒店，建筑均为节能建筑。规划区内计划打一口温泉井，预计出水量约为120m3/h,出水温度约为54℃，利用该温泉井结合水源热泵为酒店提供冬季供暖、夏季制冷，并提供生活及娱乐用热水。 2、工程设计依据规范 1、《采暖通风与空气调节设计规 范》(GB50019-2003) 2、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50045-95)(2005版) 3、《公共建筑节能设计标 准》(GB50189-2005) 4、《通风与空调工程施工质量验收规范》 (GB50243-2002) 5、《地源热泵系统工程设计规 范》 (GB50366-2005) 6、国家有关设计施工规范 3、工程设计原则： 工程方案中明确的几个设计原则如下： 1、做到地热能综合利用，达到最佳经济运行状态。 2、空调设计温度值，根据国家规范冬季温度20±2℃，夏季26±2℃。 3、整个空调系统采用全自动控制，自动调节负荷，自动调节温度。 4、本工程设计方案遵循技术先进，投资省，效率高，经济实用，节省能源，无污染，运行管理简便的原则。 二、工程设计方案
1、空调设计负荷： 按我国现行《暖通空调设计手册》中推荐冷、热负荷指标，结合该建筑对墙体进行保温，设计该工程冷、热负荷计算如下： 冷、热负荷计算表 2、生活热水用量：
根据建设单位提供的资料，住宿区总房间数为328个，按照每个房间入住1.5人计算总入住人数约为492人，每人按照热水定额0.08m3/天计算每天热水用水量约为40m3/天，按照共同使用率0.75计算每天实际使用热水量约为30m3，水温应在40℃以上。 娱乐部分用水可采用热泵机组换热之后的温泉水保持温度。 3、采暖与制冷： 3.1冬季采暖 地热井的出水温度为54℃，温度较高，高于风机盘管的供水温度（45℃），可以利用换热器换热，为部分建筑物供暖，按照风机盘管供回水温度为45℃/40℃，换热器一次侧出水温度43℃，计算换热器换热可以提供的热量为120×1.163×（54-43）=1535kw, 换热后的43℃地热水可以为水源热泵提供热源，利用水源热泵制取50℃热水为末端供暖。按照机组cop为5计算需要地热水为机组提供的热量为：（3802-1535）×（1-1/5）=1814kw，地热水为机组提供热源后温度为43-（1814÷120÷1.163）=30℃。 因43℃地热水温度较高，而且地热水腐蚀性较强不能直接进入水源热泵机组，应在热泵机组与地热水之间增加钛板换热器。 3.2夏季制冷 酒店离东昌湖较近，因此可以利用湖水为水源热泵机组提供冷源，按照冷源水进出机组温差为10℃、机组制冷cop为7.5计算，需要湖水量为：5995÷10÷1.163×(1+1/7.5)=584m3/h。 根据建设单位提供的资料，酒店附近湖面水深较浅，因此采用在湖中打井取湖水的渗透水的方式，按照每口取水井的取水量为80m3/h，需要取水井8口。如果湖中取水有困难可以结合冷却塔调峰，本方案暂按照湖水方式设计。 备注：夏季制冷方案后经做试验井无法满足要求改为冷却塔方式。 最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成word文本--------------------- 方便更 改
江苏省地源热泵系统 取水许可和水资源费征收管理办法 第一条 为合理开发利用和保护水资源，促进地源热泵系统健康有序发展，依据国务院《取水许可和水资源费征收管理条例》、《江苏省水资源管理条例》、《江苏省建筑节能管理办法》、《江苏省水资源费征收使用管理实施办法》、《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005和江苏省《地源热泵系统工程技术规程》DGJ32/TJ89-2009等有关规定，结合本省实际，制定本办法。 第二条 本办法适用于本省行政区域内地源热泵系统（海水源热泵系统除外）的取水许可管理和水资源费征收工作。 本办法所称地源热泵系统是指以岩土体、地下水或地表水等浅层地热资源为低温热源，由热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热制冷系统。 地源热泵系统分为地埋管土壤源热泵系统、地下水源热泵系统、地表淡水源热泵系统、海水源热泵系统和污水源热泵系统。 第三条 县级以上人民政府水行政主管部门负责本行政区域内地源热泵系统取水许可和水资源费征收管理及取水日常监督管理工作。 县级以上人民政府价格主管部门负责本行政区域内地源热泵系统水资源费的价格管理和监督检查工作。 县级以上人民政府住房和城乡建设行政主管部门负责本行政区域内地源热泵系统建设和运行的监督管理工作。 县级以上人民政府其他有关部门按照职责分工，负责地源热泵系统管理的相关工作。 第四条 地源热泵系统的建设及运行应当严格执行国家和省相关法
律法规及标准规范，坚持统一规划、综合利用、注重效益和开发与环境保护并重的原则。 我省鼓励发展污水源热泵系统、海水源热泵系统和地表淡水源热泵系统，限制发展以深层地下水为水源的地下水源热泵系统。 第五条 建设地源热泵系统应当委托有水资源论证资质的单位编制水资源论证报告书，并报经有审批权的水行政主管部门批准。 第六条 地源热泵系统需要直接从江河、湖泊或者地下取水的，建设单位应当向有审批权的水行政主管部门提出取水许可申请，并提交下列材料： （一）取水许可申请书； （二）水行政主管部门审查通过的水资源论证报告书； （三）与第三者利害关系的相关说明或者证明材料； （四）建设项目选址意见书、建设用地规划许可证以及其它相关立项材料。 第七条 地埋管土壤源热泵系统、地下水源热泵系统的建设单位，应当在井孔施工前将下列资料报送水行政主管部门备案： （一）水文地质勘查报告； （二）凿井施工方案； （三）含计量监测设施的管网设计图； （四）凿井施工单位技术等级证明文件。 上述（一）、（二）、（三）项资料，应由具备相应资质的单位编制。 第八条 有下列情形之一的，水行政主管部门或者住房和城乡建设行政主管部门依据职权不予批准。 （一）项目产权、管理主体不明确的；
实用文档 污水源热泵系统工程技术规 (草拟稿) Technical code for sewage source air-conditioning system 起草单位：广西瑞宝利热能科技 起草人：昊
目录 1 总则 (2) 2 术语 (3) 3 工程勘察 (4) 4 污水换热系统设计 (6) 5 室系统 (12) 6、整体运转、调试与验收 (13) 7、附录A 换热盘管外径及壁厚 (15)
1 总则 1.0.1 为使污水源热泵系统工程设计、施工及验收，做到技术先进、经济合理、安全适用，保证工程质量，制定本规。 1.0.2 本规适用于以污水源为低温热源，以污水为传热介质，采用蒸汽压缩热泵技术进行供热、空调或加热生活热水的系统工程的设计、施工及验收。 1.0.3 污水源热泵系统工程设计、施工及验收除应符合本规外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语 2.0.1 污水源热泵系统sewage source heat pump system 以污水源为低温热源，由污水换热系统、污水源热泵机组、建筑物系统组成的供热空调系统。 2.0.2 污水源sewage source 含有固体悬浮物的城市污水、江河湖水、海水等，统称污水源。 2.0.3 污水源热泵机组sewage source heat pump unit 以污水或与污水进行热能交换的中介水为低温热源的热泵。 2.0.4 污水换热系统sewage heat transfer system 与污水进行热交换的污水热能交换系统。分为开式污水换热系统和闭式污水换热系统。 2.0.5 开式污水换热系统open-loop sewage heat transfer system 污水在循环泵的驱动下，经处理后直接流经污水源热泵机组或通过中间换热器进行热交换的系统。 2.0.6 闭式污水换热系统closed-loop sewage heat transfer system 将封闭的换热盘管按照特定的排列方法放入具有一定深度的污水体中，传热介质通过换热管管壁与污水进行热交换的系统。 2.0.7 传热介质heat-transfer fluid 污水源热泵系统中，通过换热管与污水进行热交换的一种液体。一般为水或添加防冻剂的水溶液。 2.0.8 城市原生污水city original sewage 污水渠中未经任何处理的城市污水称为城市原生污水。 2.0.9 污水换热器sewage heat exchanger 在含污水源热泵系统中，从污水中吸取热量或释放热量的换热设备。 2.0.10 中介水intermediate water 污水换热器中与污水换热的清洁水，视需求其中可加防冻液。 2.0.11 污水防阻机defend against hinder machine 含污水源热泵系统中分离污水中的悬浮物，防止悬浮物阻塞管路与设备的一种专利产品。