谈谈水源热泵空调系统

 　　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。水源热泵空调1912年起源于欧洲，已发展为一种非常先进实用的技术，但在我国开发利用水源热泵时间还比较短，如何发展管理，使用水源热泵是一个崭新的课题。 

　一、国家对水源热泵空调产业政策与发展前景展望 　 

　　水源热泵地温空调系统以水为主要能源，以电能为铺助能源，开发利用水为利用能源。通过水源热泵机组变为可利用的高位能源，根据我国2005年11月10日颁布实施的《民用建筑节能管理规定》中第八条，明确规定：国家鼓励建筑节能技术进步，鼓励引进国外先进的建筑节能技术，鼓励发展太阳能，地热等可再生能源应用技术和设备，空调制冷节能技术与产品。另外水源热泵地温空调项目亦为国家发改委发改能源[2005]2517号《可再生能源产品发展目录》中的实施推广使用的建筑节能项目，因此水源热泵项目符合国家有关产业政策。 

　　水源热泵地温空调系统与传统空调方式相比节能30%～60%，并且循环使用地下水，只在机组水源循环系统提取式释放热能，而后再把水回灌到地下该系统基本不消耗水量（输送过程中的损失约失2‰）传统空调是以电力为能源而电力又是耗水大户，所以节约能源就相当于节约了水资源，符合节约用水的基本原则。 

　　水源热泵机组热源多样化，既可采用地下水，又可用江水、河水、湖水、海水、地表水、生活废水、工业废水、油田回注水等低温热源，还可以土壤为热源(地下环路式)。 

　　平原区域多为地下水，单个机组为一抽两回灌，水质要求以不堵塞、不腐蚀机组为原则，地下水作为系统循环用水，使用后的循环水须回罐至地下的同一含水层，循环使用后的水通过管道全部进入回灌井自然回灌到地下含水层。回灌量与取水量基本相同(输送过程中的损失按表计量测算百分率)，回灌含水层组与抽取含水组相同，在水源热泵系统循环使用的水，因提取或释放了热能，导致温度升高或降低，设计回灌井与抽水井的距离，以基本不影响抽水井的地下水温度为宜，一般情况下设计抽水井与回灌井的安全距离应不小于40米。 　　 

　　二、水源热泵空调机组的工作原理 　　 

　　（一）水源热泵空调机组主要部件。主要由压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置等四部分及其附属部件组成。 

　　（二）图表。如下图所示。 

　　（三）水源热泵空调系统的组成。主要由末端系统、井水系统、主机系统等组成。(1)末端系统主要由用户侧水管系统、循环水泵、水过滤器、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。(2)井水系统主要由水源取水装置、取水泵、水处理设备、输水管网和相关阀门配件等组成。(3)主机系统主要由蒸发器、冷凝器、膨胀阀、压缩机、各种制冷管道和电控系统等组成。 　　 

　　三、水源热泵空调系统各主要设备的作用 　 

　　（一）用户侧水管系统：即室内空调系统，主要由散热设备和水管路、阀门等其它附件组成。常见的如：暖气片、风机盘管、组合式空调器、新风机组、地埋管等。暖气片、地埋管仅能冬季供暖，不能制冷；风机盘管、组合式空调器和新风机组等可冬季供暖，还能夏季制冷。 

　　（二）循环水泵：循环水泵的作用就是将机房内达到供暖/制冷温度的水不断地送到室内空调系统的散热设备内，达到空调系统内的水不断循环的目的。 

　　（三）潜水泵：其作用就是将水井中的井水送入机房的空调系统中，然后再将井水送回到回灌井中去。 

　　（四）除污器：为了防止水管路系统的堵塞和保证水路系统中的设备和阀件的正常工作，在管路系统中应安装除污器，用以清除水中的杂物。通常除污器应安装在水泵的吸入管和空调主机的进水管上。除污器有立式直通式、卧式直通式、卧式角通式及y形过滤器等。工程上常用的是y形过滤器，它具有外形尺寸小，安装清洗方便等特点，滤芯采用不锈钢制成，把水中的杂质收集起来，用人工以不定期方式清除。 

　　（五）子式水处理器：其作用是降低空调系统的结垢成度，并抑制藻类的生长，主要用于井水的处理。 

　　（六）全自动软水器：采用钠离子交换树脂，将水中的钙、�V离子置换出去，流出的水就是去掉了钙、�V离子，硬度极低的软化水，大大降低了水的结垢能力。末端空调系统管路中充注的都是被软化的水，可有效地延长末端空调系统的结垢能力。 

　　（七）定压设备：空调系统因为水的蒸发、泄漏、检修等原因可造成系统内软化水的流失，压力降低，影响空调系统的运行。定压设备就是能够自动给空调系统补充软化水的设备，可使空调系统的压力能够稳定地保持在一定的范围内。定压的形式多样，比如高位膨胀水箱和落地膨胀水箱、变频补水。 

　　（八）软化水箱：即用铁板、玻璃钢等材料做成的盛水的容器，用来盛放软化水作为备用，以便能随时对系统进行补充。 

　　（九）集/分水器：分水器起到向各分路分配水流量的作用，集水器起到由各分水分路、环路汇集水流量的作用。分水器和集水器是为了便于连接各个水环路的并联管道而设置的，起到均压作用，以使流量分配均匀。 

　　（十）电器设备：使水源热泵空调系统的空调主机、循环水泵、潜水泵等电器设备能够正常运行，并对电器设备起到保护作用。 　 

　　四、结论与建议 　 

　　（一）平原区域地下水开发利用中存在的主要问题是：(1)机井密度大，开采强度高从而造成地下水水位下降，引起地面沉降和地裂缝。(2)浅层地下水污染比较严重，受沉积环境的影响和地下水超采加剧了区域地下水资源的紧张局面，因而对水源热泵空调机组有重大影响。如：水位降深大，水泵出水量小，达不到机组正常运行量。又如：浅层地下水污染，抽水井或回灌井成井工艺流程不够。造成第一含水组与第二含水组联通，造成地下水污染，由点污染扩大到面污染，造成社会影响不言而愈。 

　　（二）采用抽水井和回灌井周期互换。由于空气进入含水层中形成气泡阻碍水的运动，以及氧化各生物的作用，长时间回灌量减少。建议水源热泵空调用水井、抽水井和回灌井互换使用，保证回灌井能够保持长期使用。 

　　（三）切实加强开采井和回灌井的卫生防护工作，建立地下水动态监测(地下水水位、水质、水温、水量)，以便随时掌握地下水变化动态，防止污染，指导地下水的合理开发利用。采取的具体措施：(1)每月实测地下水水位；(2)每年开采前、后提取地下水水质分析样品一件，按地下水质量标准进行水质化验分析；(3)在开采井和回灌井进、出水口要安装水表计量装置，对开采和回灌井、开采量和回灌量要有运行记录。 

　　参考文献： 

　　[1]富尔达水源热泵地温空调系统资料 

　　[2]河北省水利技术试验中心水源热泵地温空调论证报告