地源熱泵與水源熱泵的區(qū)別
發(fā)布時間:2016/6/23 信息來源：武漢中央空調(diào)精品超市
地源熱泵與水源熱泵的區(qū)別
根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱可以自發(fā)地由高溫物體傳向低溫物體，而由低溫物體傳向高溫物體則必須做功。熱泵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了把能量由低溫物體向高溫物體的傳遞，它是以花費(fèi)一部分高質(zhì)能(電能)為代價，從自然環(huán)境中獲取能量，并連同所花費(fèi)的高質(zhì)能一起向用戶供熱。熱泵的供熱量大于所消耗的功量，是綜合利用能源的一種很有價值的措施。熱泵由壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹閥等主要部件組成。熱泵技術(shù)按所需熱源的不同大體可分為氣源熱泵、地源熱泵及水源熱泵。
地源熱泵是一種利用地表淺層地?zé)豳Y源(也稱地能，包括地下水、土壤和地表水等攜帶的能量)的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)集地質(zhì)勘探成井技術(shù)、熱泵技術(shù)和暖通技術(shù)于一體，利用地?zé)豳Y源進(jìn)行采暖和制冷。地源熱泵通過輸人少量的高品位能源(如電能)，實(shí)現(xiàn)低溫位或高溫位的能量轉(zhuǎn)移。地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源，即在冬季，把地能中的熱量“取”出來，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖;夏季，把室內(nèi)的熱量“取”出來，釋放到地能中去。
通常地源熱泵機(jī)組的性能系數(shù)COP(指其制熱量與所消耗的電能的比值)達(dá)到3.8-5.4，即消1kW的能量可以得到4kW以上的熱量或制冷量。十幾年來，發(fā)達(dá)國家對于地源熱泵技術(shù)多有研究和利用，且不斷發(fā)展，近年來國內(nèi)也呈現(xiàn)出不斷研究和使用的趨勢。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2004年底，淺層地能供暖(冷)系統(tǒng)已在國內(nèi)推廣近1000萬平方米。由于地源熱泵是利用地球表面淺層地?zé)豳Y源(通常小于400米)作為冷熱源而進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。地表淺層又是一個巨大的太陽能集熱器，它不受地域、資源等限制，真正是量大面廣、無處不在。這種儲存于地表淺層近乎無限的能源，使得地能成為清潔的可再生能源。地表淺層地?zé)豳Y源的溫度一年四季相對穩(wěn)定，在我國華北地區(qū)，它在冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低，是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源。這種溫度特性使得地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高出許多，因此可以節(jié)約能源和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。
另外，地能溫度較恒定的特性，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。地源熱泵系統(tǒng)可供暖、制冷，還可供生活熱水，一機(jī)多用，初投資相對較少，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐和空調(diào)兩套裝置或系統(tǒng);可應(yīng)用于各種建筑中。
水源熱泵是目前我國應(yīng)用較多的熱泵形式，它是以水(包括江、河、湖泊、地下水，甚至是城市污水等)作為冷熱源體，在冬季利用熱泵吸收其熱量向建筑供暖，在夏季熱泵將吸收到的熱量向其排放，實(shí)現(xiàn)對建筑物的供冷。其工作原理大都是通過外部管道及閥門的切換來實(shí)現(xiàn)冬夏工況的轉(zhuǎn)換，夏季空調(diào)供回水走蒸發(fā)器，水源水走冷凝器，冬季空調(diào)供回水走冷凝器，水源水走蒸發(fā)器。
水源熱泵是利用地球水所儲藏的太陽能資源作為冷、熱源，進(jìn)行轉(zhuǎn)換的空調(diào)技術(shù)。水源熱泵可分為地源熱泵和水環(huán)熱泵。地源熱泵包括地下水熱泵、地表水（江、河、湖、海）熱泵、土壤源熱泵；利用自來水的水源熱泵習(xí)慣上被稱為水環(huán)熱泵。
水源熱泵的原理
地球表面淺層水源（一般在1000 米以內(nèi)），如地下水、地表的河流、湖泊和海洋，吸收了太陽進(jìn)入地球的相當(dāng)?shù)妮椛淠芰浚⑶宜吹臏囟纫话愣际址�(wěn)定。水源熱泵技術(shù)的工作原理就是：通過輸入少量高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。水體分別作為冬季熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源，即在夏季將建筑物中的熱量“取”出來，釋放到水體中去，由于水源溫度低，所以可以高效地帶走熱量，以達(dá)到夏季給建筑物室內(nèi)制冷的目的；而冬季，則是通過水源熱泵機(jī)組，從水源中“提取”熱能，送到建筑物中采暖。
水源熱泵的優(yōu)點(diǎn)
1、 高效節(jié)能
水源熱泵是目前空調(diào)系統(tǒng)中能效比（COP值）最高的制冷、制熱方式，理論計(jì)算可達(dá)到7，實(shí)際運(yùn)行為4～6。
水源熱泵機(jī)組可利用的水體溫度冬季為12～22℃，水體溫度比環(huán)境空氣溫度高，所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高。而夏季水體溫度為18～35℃，水體溫度比環(huán)境空氣溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，使得冷卻效果好于風(fēng)冷式和冷卻塔式，從而提高機(jī)組運(yùn)行效率。水源熱泵消耗1kW.h的電量，用戶可以得到4.3～5.0kW.h的熱量或5.4～6.2kW.h的冷量。與空氣源熱泵相比，其運(yùn)行效率要高出20～60％，運(yùn)行費(fèi)用僅為普通中央空調(diào)的40～60％。
2、 屬可再生能源利用技術(shù)
水源熱泵是利用了地球水體所儲藏的太陽能資源作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。其中可以利用的水體，包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水體不僅是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47％的太陽輻射能量，比人類每年利用能量的500倍還多（地下的水體是通過土壤間接的接受太陽輻射能量），而且是一個巨大的動態(tài)能量平衡系統(tǒng)，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散的相對的均衡。這使得利用儲存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為可能。所以說，水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)。
3、 節(jié)水省地
以地表水為冷熱源，向其放出熱量或吸收熱量，不消耗水資源，不會對其造成污染；省去了鍋爐房及附屬煤場、儲油房、冷卻塔等設(shè)施，機(jī)房面積大大小于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)，節(jié)省建筑空間，也有利于建筑的美觀。
4、 環(huán)保效益顯著
水源熱泵機(jī)組供熱時省去了燃煤、燃?xì)�、然油等鍋爐房系統(tǒng)，無燃燒過程，避免了排煙、排污等污染；供冷時省去了冷卻水塔，避免了冷卻塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以，水源熱泵機(jī)組運(yùn)行無任何污染，無燃燒、無排煙，不產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣和煙塵，不會產(chǎn)生城市熱島效應(yīng)，對環(huán)境非常友好，是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品。
5、 一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣
水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。特別是對于同時有供熱和供冷要求的建筑物，水源熱泵有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。不僅節(jié)省了大量能源，而且用一套設(shè)備可以同時滿足供熱和供冷的要求，減少了設(shè)備的初投資。其總投資額僅為傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的60%，并且安裝容易，安裝工作量比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)少，安裝工期短，更改安裝也容易。
水源熱泵可應(yīng)用于賓館、商場、辦公樓、學(xué)校等建筑，小型的水源熱泵更適合于別墅、住宅小區(qū)的采暖、供冷。
6、 運(yùn)行穩(wěn)定可靠，維護(hù)方便
水體的溫度一年四季相對穩(wěn)定，其波動的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的變動，水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性；采用全電腦控制，自動程度高。由于系統(tǒng)簡單、機(jī)組部件少，運(yùn)行穩(wěn)定，因此維護(hù)費(fèi)用低，使用壽命長。
7、 符合國家政策，獲得政策性支持
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，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。
日前,國家財(cái)政部、建設(shè)部發(fā)文《關(guān)于推進(jìn)可再生能源在建筑中應(yīng)用的實(shí)施意見》以及《可再生能源建筑應(yīng)用專項(xiàng)資金管理暫行辦法》，明確指出“十一五”期間，可再生能源應(yīng)用面積占新建建筑面積比例為25%以上，到2020年，可再生能源應(yīng)用面積占新建建筑面積比例為50%以上，這為我國水源熱泵的發(fā)展提供了良好的環(huán)境和強(qiáng)勁的動力。
水源熱泵的應(yīng)用限制:
1、 可利用的水源條件限制
水源熱泵理論上可以利用一切的水資源，其實(shí)在實(shí)際工程中，不同的水資源利用的成本差異是相當(dāng)大的。所以在不同的地區(qū)是否有合適的水源成為水源熱泵應(yīng)用的一個關(guān)鍵。目前的水源熱泵利用方式中，閉式系統(tǒng)一般成本較高。而開式系統(tǒng)，能否尋找到合適的水源就成為使用水源熱泵的限制條件。對開式系統(tǒng)，水源要求必須滿足一定的溫度、水量和清潔度。
2、 水層的地理結(jié)構(gòu)的限制
對于從地下抽水回灌的使用，必須考慮到使用地的地質(zhì)的結(jié)構(gòu)，確�？梢栽诮�(jīng)濟(jì)條件下打井找到合適的水源，同時還應(yīng)當(dāng)考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和土壤的條件，保證用后尾水的回灌可以實(shí)現(xiàn)。
3、 投資的經(jīng)濟(jì)性
由于受到不同地區(qū)、不同用戶及國家能源政策、燃料價格的影響，水源的基本條件的不同；一次性投資及運(yùn)行費(fèi)用會隨著用戶的不同而有所不同。雖然總體來說，水源熱泵的運(yùn)行效率較高、費(fèi)用較低。但與傳統(tǒng)的空調(diào)制冷取暖方式相比，在不同地區(qū)不同需求的條件下，水源熱泵的投資經(jīng)濟(jì)性會有所不同。
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