浅谈地下水式水源热泵技术在暖通空调工程中的设计分析与应用

马成岭

摘 要：水源热泵属于可再生能源，是国家重点推广的节能新技术，水源热泵空调系统供热供冷技术已经很成熟，文章简单介绍了水源热泵技术的工作原理，空调系统的特点，水源热泵空调系统的设计分析。

关键词：水源热泵；节能；空调系统；地下水

引言

我国冬冷夏热的地区，供热、空调的能耗非常大，建筑节能已经成为一个新的技术热点，而城市的环境保护，节能建筑和设备的应用更得到政府各部门的提倡与鼓励。我国北方地区冬季供热主要采用的热源为燃煤锅炉，燃煤锅炉系统在燃烧煤炭获取热量的同时向大气排放二氧化硫、氮化合物及二氧化碳等有危害到气体，使大气质量急剧下降；夏季使用的制冷空调系统，把室内热量全部转移的室外，使室外环境温度逐年攀升，为此节约能源，保护环境刻不容缓，水源热泵技术的出现，解决北方冬季供暖，夏季供冷的需求，水源热泵技术具有环保，节能的特点。

1 水源热泵技术的工作原理

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的热能资源，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。

地球浅层水源吸收了太阳进入地球的辐射能量，水源的温度十分稳定。水源热泵机组工作原理：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，而冬季从水源中提取能量，由热泵机组通过空气或水将温度提升后送到建筑物中。

2 水源热泵空调系统的特点

2.1 利用可再生能源技术

水源热泵技术是利用地球浅层地下水作为冷、热源，进行能量转换的空调系统。把冷、热量通水循环释放到地下水中，使地下水资源可以反复的被使用。

2.2 高效节能、环保

水源热泵机组供热时COP值可达到3.5～4.0，供冷时COP值可达到5.5，因次水源热泵可作为高效节能的供热、供冷设备。水源热泵运行时，不污染环境，因次是优选的环保型供热、供冷设备。

2.3 一机两用、投资低

水源热泵空调通过在管路上的阀门转换来实现冬季制热，夏季制冷的作用。与原来的系统相比，可以减少一套主机体统。并且水源热泵机组是整机安装，检修方便。所以水源热泵具有一机两用，投资低，维修方便的特点。

3 水源热泵空调系统工程设计

水源热泵空调系统是复杂的系统工程，只有合理的选型才能达到节能效果和使用效果。

3.1 总冷热负荷

建筑物的总冷热负荷与建筑所在地区室外气候条件和建筑的类型有直接关系，根据建筑的围护结构及室内的人员，发热体来确定建筑的冷热总负荷。

3.2 水源热泵机组的选择

水源热泵机组是至关重要的设备，占整个空调系统中能耗的80%以上，因此水源热泵机组选型应考虑制冷制热效率等因素，当建筑物负荷确定后应根据最大负荷值，及冷热源的情况合理选择水源热泵机组的型号。

3.3 地下水式水源热泵系统水源井的选择

4 水源热泵供热空调系统工程实例的应用

4.1 某水源热泵空调工程为例，该项目建筑面积约有13万平方米，项目位于浑南新区，浑河南侧，地下水资源丰富，经相关部门进行实地勘察，论证，该地区地下水温度常年稳定，水温在12℃左右，可以用水源热泵系统供暖。该项目主要用水源热泵机组冬季供暖，末端风机盘管向供热。

4.2 该项目根據热负荷及相关影响因素确定选用水源热泵机组三台，单台制热量：2011KW，输入功率为416.6KW，水流量为170m3/h，水源侧总的水流量为511m3/h。

4.3 水源井选择。根据相关勘察及审批部门的水资源论证报告上的数据，该地区单口井的出水量为110m3/h，该项目根据总的出水量及单口井的出水量，确定该项目需要打5口抽水井，回灌需要按1：3的比例回灌，所以需要15口回灌井，留有一口抽水井和一口回灌井备用，所以总的抽水井为6口，回灌井为16口。井间距50m，井深50m。所以需要选用6台潜水泵，潜水泵的参数为130m3/h，扬程为79m。井水经旋流除砂器处理后进入水源热泵机组，保证回灌井均匀，在回灌总管上设置分水器，保证能均匀的回灌到地下，不会造成地下水位下降。该工程的水质经相关部门的审查后都符合地下水回灌的水质要求。

5 结束语

5.1 水源热泵空调系统在实际工程设计上来说选型方便，节省建筑的空间，节约能源，运行费用低，且不污染环境，是一种清洁型能源，应该在实际工程设计中充分使用。

5.2 水源热泵空调系统在地下水资源丰富的地区，应充分使用该系统，在水源井设计之前必须做好水资源分析，做好抽水井和回灌井的设计合理，水源热泵空调系统才能发挥节能环保的优势。

因此水源热泵技术是一项节能、环保的新技术，这项技术取代燃煤锅炉供热的方式，应得到广泛推广使用。

参考文献

[1]彦启森.制冷技术及其应用[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.

[2]陆耀庆.实用供热空调设计手册（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[3]姚杨.暖通空调热泵技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.