学文网摘要：现在，这些高能耗建筑冬季供暖与夏季空调的使用正日益普遍，解决它们所造成的能源浪费和环境污染问题已成为紧迫的需要。现在我国禁止在城镇建设中小型燃煤锅炉房。因此，除了集中供热的型式以外急需发展其它的替代供热方式。热泵（包括地下水源热泵）就是这样一种可以有效节省能源、减少大气污染和CO排放的供热和空调新技术。
关键词：应用；问题分析；优点
中***分类号： P641 文献标识码： A
1.基本工作原理
地下水源热泵系统的低位热源是从水井或废弃的矿井中抽取的地下水。热泵机组冬季从生产井提供的地下水中吸热，提高温度，对建筑物供暖，把低位热源中的热量转移到需要供热和加湿的地方，热后地下水通过回灌井回到地下。夏季，则生产井与回灌井交换，而将室内余热转移到低位热源中，达到降温或制冷的目的，另外还可以起到养井的作用。
如果是水质良好的地下水，可以直接进入热泵进行换热，这样的系统我们称为开式环路。实际工程中更多采用闭式环路形式的热泵循环水系统，即采用板式换热器把地下水和通过热泵的循环水分隔开，以防止地下水中的泥沙和腐蚀性杂质对热泵机组的影响。
2.工程应用实例
1997年，中国科技部与美国能源部签署了中美能源效率及可再生能源合作议定书，其中一项就是地源热泵的发展战略。1998年，中美两国确定在我国北京（代表北部寒冷地带）、宁波（代表中部夏热冬冷地带）、广州（代表南部亚热带）合作建立三个地源热泵的示范工程。北部示范工程是北京食品发酵研究所综合办公楼及专家楼，中部示范工程是宁波雅戈尔工业城，南部示范工程是广州松田职业技术学院。在这三个示范工程项目中，两个为地下水源热泵系统，一个为复合式地下水源热泵系统（Hybrid GWHP）
除了这些之外，还有其它一些工程实例，其中比较有代表性的工程有：
清华同方人工环境有限公司承担的山东东营市胜泰大厦的地下水源热泵系统和空***丰台招待所、办公楼的地下水源热泵空调改造系统。其中，东营市胜泰大厦的建筑面积4，500m，制冷量271kw，冷冻供回水温度7℃/14℃输入功率62kw；制热量290kw，热水供回水温度50℃/40℃，输入功率83kw设计计了2口水源水井，当其中一口为抽水井时，另一口水源井为回灌井。空***丰台招待所、办公楼冷量1，400kw热量150kw采用3口供水井，井深50m，地下承压水温度为15℃左右；回灌井2口，井深28m[2].
内蒙古科技厅科力宾馆的地下水源热泵空调系统工程（国家试验示范工程）。该工程总建筑面积约为10，000m，水源为两口井，井深180m，直径320mm，其中一口为供水井，一口为回灌井，两口井可以交替使用。分别采用小流量、少回灌技术和极限水温控制法解决了水量偏小和水温偏低的问题。因该地区的浅层水逐年下降，且很不稳定，故采用承压水作为水源，并且通过建造沉砂调节池和实现定期回扬、消除气阻砂阻等方法成功解决了承压水回灌难的问题[6].
3.存在问题分析
最近几年地下水源热泵系统在我国得到了迅速的发展，虽然它是一种环保、节能、先进的空调方式，但对于利用地下水这种资源仍然存在一些需要注意的问题：
3.1地质问题
地下水属于一种地质资源，大量采用地下水源热泵，如无可靠的回灌，将会引发严重的后果。地下水大量开采引起的地面沉降、地裂缝、地面塌陷等地质问题日渐显著。例如地下水的过度抽取引起的地面沉降，在我国浙江、江苏和整个华北平原，情况都仍然非常严重。地面沉降除了对地面的建筑设施产生破坏作用外，还会产生海水倒灌、河床升高等其他环境问题。对于地下水源热泵系统，若严格按照***府的要求实行地下水100%回灌到原含水层的话，总体来说地下水的供补是平衡的，局部的地下水位的变化也远小于没有回灌的情况，所以一般不会因抽灌地下水而产生地面沉降。但现在在国内的实际使用过程中，由于回灌的堵塞问题没有根本解决，有可能出现地下水直接地表排放的情况。而一旦出现地质环境问题，往往是灾难性和无法恢复弥补的。
3.2水质问题
现在国内地下水源热泵的地下水回路都不是严格意义上的密封系统，回灌过程中的回扬、水回路中产生的负压和沉砂池，都会使外界的空气与地下水接触，导致地下水氧化。地下水氧化会产生一系列的水文地质问题，如地质化学变化、地质生物变化。另外，目前国内的地下水回路材料基本不作严格的防腐处理，地下水经过系统后，水质也会受到一定影响。这些问题直接表现为管路系统中的管路、换热器和滤水管的生物结垢和无机物沉淀，造成系统效率的降低和井的堵塞。更可怕的是，这些现象也会在含水层中发生，对地下水质和含水层产生不利影响。更深层的问题是地下水经过地下管路时温度、压力的变化是否会影响其热力学平衡状态，地下热环境会对区域生态带来怎样的影响[4].水资源是当前最紧缺、最宝贵的资源，任何对水资源的浪费和污染都是绝对不可允许的。
4.个人分析思考对于地下水源热泵几点见解
4.1 地下水源热泵系统的优点
4.1.1根据热力学第二定律，采用热泵的形式为建筑物供热可大大降低一次能源的消耗，提高一次能源的利用率，因此地下水源热泵系统具有高效节能的优点。
4.1.2地下水源热泵系统可实现对建筑物的供热和制冷，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以代替原来的锅炉加制冷机的两套系统。系统紧凑，省去了锅炉房和冷却塔，节省建筑空间，也有利于建筑的美观。
4.1.3地下水温度较恒定的特征，使得地下水源热泵系统运行更稳定可靠，整个系统的维护费用也较锅炉-制冷机系统大大减少，保证了系统的高效性和经济性。
4.2 地下水源热泵系统的缺点
4.2.1这种系统需要有丰富和稳定的地下水资源作为先决条件。由于打井的成本并不与取水量的大小成正比，因此较大系统的投资效益比较高。地下水源热泵系统的经济性还与地下水层的深度有很大关系。
4.2.2在冬季，我国北方地区土壤温度较低，并且以热负荷为主，如果采用地下水源热泵供暖，则机组和换热器的初投资比较高，连续运行的效率也较低。夏季运行时，机组容量过大，造成浪费。我国***府、建筑设计人员和公众对这一技术缺乏了解。不仅因初投资高于其它系统而得不到认可和推广，而且给运行管理带来了很大的问题。运行管理是任何一个HVAC系统的重要组成部分，对于地下水源热泵这种特殊设计更是关键因素。
4.2.3环境方面的问题一旦出现，基本上是无可挽回的，或挽回的成本将非常巨大。从某种程度上讲，造成的危害不亚于大气污染。
4.3 对于地下水源热泵应采取的态度
4.3.1地下水资源在某种程度上是国家的一种战略物资，而且一些水文地质界的专家对当前地下水源热泵的发展也持保留意见，因此，对于在我国大面积推广这种系统应采取慎重的态度。
4.3.2在决定采用地下水源热泵系统之前，一定要做详细的水文地质调查，并先打勘测井，以获取地下温度、地下水温度、水质和出水量等数据，合理地配置整个系统。
4.3.3设计、施工和运行等各个环节都要有谨慎小心的态度，确保系统不会因负荷不当、水泵功耗过高、管理不善而降低了效率。
5.结束语
随着现代科技的发展，环境和能源问题越来越受到国际社会和我国***府的重视，这使得暖通空调设计人员不得不寻找更先进、节能、环保的空调采暖技术。地下水源热泵作为一种可持续发展的绿色能源技术，有着高效节能的特点，受到了各国的广泛关注，在我国的发展也是十分迅速，相信将来也一定能有其发展空间。
参考文献：
[1] 倪龙，封家平，马最良。地下水源热泵的研究现状和进展[J].建筑热能通风空调，2004，23（2）：26-31
[2] 王宇航，陈友明，伍佳鸿，等。地源热泵的研究与应用[J].建筑热能通风空调，2004，23（4）：30-35
[3] 刁乃仁，方肇洪。地源热泵—建筑节能新技术[J].建筑热能通风空调，2004，23（3）：18-23
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