1、 127 附录 F 水源热泵中央空调回灌技术的推广 简介：在未来的几年中，中国面临着巨大的能源压力。一方面，中国的经济要保持较高速度的增长，另一方面，又必须考虑环保和可持续发展问题。所以要求提高能源利用效率，要求能源结构调整。 关键字：水源热泵 ,中央空调 ,能源结构调整 在未来的几年中，中国面临着巨大的能源压力。一方面，中国的经济要保持较高速度的增长，另一方面，又必须考虑 环保 和可持续发展问题。所以要求提高能源利用效率，要求能源 结构 调整。 目前随着我国住宅市场化改革，新建商品住宅小区飞速发展，随着城市环境问题的日益重视和能源结构的调整，沈阳地区新建小区一般就不再运行采用燃煤锅炉房供热，
2、何种方式可以经济、清洁地解决这些新建小区的供热问题成为目前住宅建设中的大问题。另一方面，近年来我国住宅空调安装率迅速增长。沈阳居民住宅空调拥有率已超过 20，并且目前家用空调拥有率仍在飞速增长，很可能成为冰箱、彩电后迅速普及的又一种家电。这样，住宅环境就不再仅仅是采暖问题，而是要统一考虑采暖和空调 的需求。为此，采用深井回灌的水源热泵方式可能成为满足这种需求的住宅供热、制冷空调方式。 一、水源热泵技术的概念和工作原理 水源热泵技术是利用地球表面浅层水源如地下水、河流和湖泊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
3、。 地球表面浅层水源如深度在 1000 米以内的地下水、地表的河流和湖泊和海洋中，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 128 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载冷剂提升温度后送到建筑物中。 下图为水源热泵系统的基本原理。地下水从深井 1 中抽出进入板式热交换器 3，与楼内循环水系统的水换热后，再通过深井 2 排到地下。循环水系统经住宅楼内管网送入各户，经各户的水源热泵产生热水（冬季）或冷水（夏季）送入末端装置，满足供热或空 调的要求。 深
4、井回灌水源热泵原理图 图中同时标出 设计 工况下各处冬季 (夏季 )的温度。从图中可看出，这种方式在冬季是间接地利用地下水作为媒介，取地下深层砂、石的热量作为各户热泵的热源向户内供热，同时将建筑物中取得的冷量排入地下。而在夏季则通过地下水作为媒介，以它作为各户热泵的冷却水，同时将建筑物产生的热量排入地下。这样冬季从地下取热存冷，夏季取冷存热，若建筑物冬季供热量与夏季供冷量差不多，则一年内地下基本热平衡，未取出或存入热量，不会造成地下的热污染。同时，由于冬季地下水温度远比室外空气温度高，因 此冬季热泵效率比空气 -水热泵高，并且不存在结露等问题。夏季则以 12 26 为制冷机的冷却水，可以得到很
5、高的 COP，甚至在某些情况下可直接用此水作为冷源进行空调，而不用开启水源热泵。由于地下水通过换热器 3 换热后排回地下，仅仅利用了地下水的冷量（热量），而不消耗一滴水资源，地下水的整个流程都不与空气接触，因此也不会造成地下水资源的污染。 129 二、水源热泵中央空调技术在国内外发展动态 水源热泵技术（以下简称 GWHP）的提出始于英、美两国，美国从 20 世纪 30 年代即开始应用。 1948 年俄勒冈州的一位工程师 Krocker 开创了水源热泵在商用建筑中的应用。 20世纪 50 年代欧洲出现了利用 GWHP 的第一次高潮。由于当时能源价格低，这种系统缺乏经济竞争力，而未得到推广。随着近
6、十几年来，尤其是近五年来，能源价格的提高， GWHP 在北美如美国、加拿大及中、北欧如瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展，据 1999 年的统计，为家用的供热装置中， GSHPs 所占比例，瑞士为 96，奥地利为 38，丹麦为 27。 中国早在 50 年代，就曾在上海、天津等地尝试夏取冬灌的方式抽取地下水制冷，天津大学热能研究所吕灿仁教授就开展了我国热泵的最早研究， 1965 年研制成功国内第一台水冷式热泵空调机。目前，国内的清华大学、天津大学、重庆大学、天津商学院、山东建工学院、中国科学院广州能源研究所等多家大学和研究机构都在对水源热泵进行研究。其中清华大学经过多年在多工况水源热泵的研究已经形
7、成产业化的成果，已建成多个示范工程。可以预计，该项技术将会成为 21 世纪最有效的供热和供冷空调技术。 三、水源热泵技术在沈阳地区推广的优越性 1、水文地质条件适宜 水源是应用水源热泵的前提，水源系统的水量、水温、水质和供水稳定性是影响水源热泵系统运行效果的重要因素。 沈阳整个城 区地处浑河冲洪积平原上，含水层主要为粗砂、圆砾及卵石，地下水资源含量丰富，随着近几年保护地下水资源力度加大，加上工厂向郊区迁移，沈阳地下漏斗区已经基本消除。现在，地下水水位在 50-60m 之间，埋深 5-13m。水温冬夏恒定保持在 12 ，PH 值在 6.5-8.5 之间，地下水水质在全国水资源评价中为优。沈阳城区这种独特的水文地质条件，在全国是绝无仅有的，满足水源热泵系统运行时对水源 “ 水量充足，水温适度，水质适宜，供水稳定 ” 的要求，适合水源热泵系统在沈阳大范围的推广。 2、水源热泵技术在 建筑 领域中应用的优越性
