【導讀】可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調系統(tǒng)。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源（如電能），實現(xiàn)。低溫位熱能向高溫位轉移。地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調的冷源，即在冬季，通常地源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量。因此，近十幾年來，尤其是近五年來，地源熱泵空調系統(tǒng)在北美如美國、加。如美國，截止1985年全國共有14,000臺地源熱泵，而1997年就安裝。了45，000臺，到目前為止已安裝了400，000臺，而且每年以10％的速度穩(wěn)步增長。美國商業(yè)建筑中地源熱泵系統(tǒng)已占空調總保有量的19％，其中有新建筑中占30％。解中國對煤炭和石油的依賴程度，從而達到能源資源多元化的目的。與此同時，科技部委托的中國企業(yè)公司正醞釀將美國。之所以對中國的地源熱泵市場發(fā)展前景持樂觀態(tài)度，一方面是要節(jié)約常規(guī)能源、充。在中國科學院廣州能源研究所等單位還多次召開全國性的有關熱泵技術發(fā)展。源熱泵并不需要開采地下水，所使用的地下水可全部回灌，不會對水質產生污染。

　　

【正文】 在傳動時極易損傷軸承，所以軸承要特殊考慮機械性能，耐液擊性較好。 如回氣溫度太低，易產生液擊。 防離溫設噴液 螺桿轉子與軸承之間溫度高至 120℃以上時，潤滑油極易炭化，造成“拖軸”現(xiàn)象，所以必須加噴液系統(tǒng)進行噴液降溫，但降低效率 15%左右。 無需加噴液系統(tǒng) 噪音 螺桿壓縮機由于螺桿相互齒合高速旋轉，因此 在啟動時噪音尖銳， 82dB。 75dB 經濟技術 高 低 第四節(jié) 不同冷、熱源主機設備的比較 冷、熱源主機設備的選則對于每一個業(yè)主來說都是一件較費心的事，主機品種繁多，各有特色使用戶如霧里看花。何種方案技術經濟性最優(yōu)，必須進行仔細分析及比較，一般考慮以下幾個方面： ； 、可靠； ； ； 水源中央空調主機與其它常用中央空調冷熱源主機設備的技術特點：（見表 25） 工程技術部 12/11/2020 24 表 25 第三章 水源中央空調系統(tǒng)的水源水系統(tǒng) 第一節(jié) 水源中央空調系統(tǒng)對水源水系統(tǒng)的要求 水源是應用水源中央空調系統(tǒng)的前提，水源水系統(tǒng)的水量、水溫、水質和供水穩(wěn)定性是影響水源中央空調系統(tǒng)運行工效的重要因素。應用 GSHP 型水源中央空調系統(tǒng)時，對水源水系統(tǒng)的原則要求是：水量充足，水溫適度，水質適宜，供水穩(wěn)定。 具體說，水源的水量應當充足夠用，能滿足用戶制熱負荷或制冷負荷的需要。如果水量供應不足，機組的制熱量和制冷量將隨之減少達不到用戶要求。水源的水溫要適度，在制熱運行工況水源水直接進入蒸發(fā)器時，應為 10～ 22℃；在制冷運行工況水源水直接進入冷凝器時，水源水的溫度應為 18～ 40℃。水源的水質，應適宜于系統(tǒng)機組、管道和閥門的材質．不至于產生嚴重的腐蝕損壞。水源水系統(tǒng)供水保證率要高，供水功能具有長期可靠性，能保證水源中央空調系 統(tǒng)長期和穩(wěn)定運行。 水源中央空調系統(tǒng)的水源水系統(tǒng)，一般應包括水源、取水構筑物、輸水管道和水處理等部分。 第二節(jié) 水源和水質 水源 原則上講，凡是水量、水溫能夠滿足用戶制熱負荷或制冷復荷的需要，水質對機組設備不產生腐蝕損壞的任何水源都可作為 GSHP 型水源中央空調系統(tǒng)利用的水源，既可以是再生水源，也可以是自然水源。 是指人工利用后排放但經過處理的城市生活污水、工業(yè)廢水、礦山廢水、油田廢區(qū)別 類別 占用機房面積（百分比是占用面積與建筑面積之比） 主機壽命 水資源消 耗 驅動能源 環(huán)境保護 水源中央空調主機 需冷凍站（ ～ %）不占屋面面積，水井占地（可做地下泵房） 15年 無 電能 ～ 無礦物能源燃燒污 染 風冷熱泵 無需冷凍站，占用屋面 面積 3% 15年 無 電能 ～ 無燃燒污染，有一定噪音， 8℃不能正常制熱 溴化鋰直燃機 需冷凍站（ %）冷卻塔占用屋面面積（ ～2%）油罐 占地 10年 冷 卻 水 循環(huán)水量 2～5% 燃油或燃氣 有燃燒污染，有一定噪音（冷卻塔） 水冷冷水機組 +燃油熱水鍋爐 需冷凍站及鍋爐房（ 2%）冷卻塔占用屋面面積（ ～ %）油罐占地 冷水機組 15年燃油鍋爐10年 冷卻水循環(huán)水量 2% 冬天：燃油 夏天：燃氣 有燃燒污染（冬）有一定噪音（夏） 工程技術部 12/11/2020 25 水和熱電廠冷卻水等水源。有條件利用再生水源的用戶，變廢為利，可減少初投資，節(jié)約水資源。但對大多數(shù)用 戶來說，可供選擇的是自然界中的水源。 自然界中的水分布于大氣圈、地球表面和地殼巖石中，分別稱之為大氣水、地表水和地下水。陸地上的地表水和地下水均來自于大氣降水。 （ 1）地表水中的海水約占自然界水總儲量的 %。濱海城市有條件利用海水，國外有應用海水作熱泵水源的實例，我國一些沿海城市利用海水作工業(yè)冷卻水源已有多年歷史。近年，國內有用海水作熱泵水源的研究，但海水水源熱泵技術的實用化尚待時日，陸地上的地表水，即江、河、湖、水庫水比海水和地下水礦化度低，但含泥沙等固體顆粒物、膠質懸浮物及藻類 等有機物較多，含砂量和渾濁度較高，需經必要處理方可作熱泵水源。 （ 2）地下水是指埋藏和運移在地表以下含水層中的水體。分布廣泛，水質比地表水好，水溫隨氣候變化比地表水小，是水源中央空調可以利用的較為理想的水源。 就某項具體工程而言，應從實際情況出發(fā)，判斷是否具備可利用的水源。不同工程的場地環(huán)境和水文地質條件千差萬別，可利用的水源各不相同，應因地制宜地選擇適用水源。當有不同水源可供選擇時，應通過技術經濟分析比較，擇優(yōu)確定。一項工程所需水量多少由該工程負荷與機組性能確定，所選擇的水源水量應滿足負荷要求。如水量略有 不足，其缺口可采取一定輔助彌補措施解決。如缺口較大，就不能應用水源熱泵，而應考慮其他方案。 水質 自然界中的水處于無休止的循環(huán)運動之中，不斷與大氣、土壤和巖石等環(huán)境介質接觸、互相作用，使其具有復雜的化學成分、化學性質和物理性質，應用 GSHP 型水源中央空調系統(tǒng)時，除應關心水源水量外，還應關注水的溫度、化學成分、渾濁度、硬度、礦化度和腐蝕性等因素，但目前對水源熱泵的水質尚無有關規(guī)定，可借鑒冷卻水水質標準作參考。 （ l）地表水水溫隨季節(jié)、緯度和高程不同而變化。長江以北和高原地區(qū)，冬季地表水結冰 ，無法利用于制熱供暖。夏季水溫一般低于 30℃，可用于制冷空調。 （ 2）地下水水溫隨自然地理環(huán)境、地質條件及循環(huán)深度不同而變化。近地表處為變溫帶，變溫帶之下的一定深度為恒溫帶，地下水溫不受太陽輻射影響。不同緯度地區(qū)的恒溫帶深度不同，水溫變化范圍 10～ 22℃，完全適宜于水源中央空調系統(tǒng)利用。由恒溫帶向下，地下水溫度隨深度增加而升高，增高多少取決于不同地域和不同巖性的地熱增溫率。地殼平均地熱增溫率為每 100 米 ℃，大于這一數(shù)值叫做地熱異常。富含地下水的地熱異常區(qū)可形成地熱田。據(jù) 1997 年統(tǒng)計數(shù)字，全國已發(fā)現(xiàn)地 熱點 3200 多處，開發(fā)利用 130 處地熱田，年開采地熱水 億立方米。目前，許多地熱用戶排放棄水溫度較高（約 40℃）。應用水源中央空調系統(tǒng)，可以使棄水中的 30℃溫差得到再利用，大大提高地熱能利用率。 有些水源含有泥沙、有機物與膠體懸浮物，使水變得渾濁。水源含砂量高對機組工程技術部 12/11/2020 26 和管閥會造成磨損。含砂量和渾濁度高的水用于地下水回灌會造成含水層堵塞。用于水源中央空調系統(tǒng)的水源，含砂量應小于 1／ 20 萬。僅作空調用的冷卻水渾濁度為50～ 150 毫克／升，向地下含水層回灌的水渾濁度為＜ 20毫克 /升。如果水 源中央空調系統(tǒng)中裝有板式換熱器，則要求水源水中固體顆粒物的粒徑應＜ 毫米。 自然界水中溶有不同離子、分子、化合物和氣體。水中分布最廣的離子有七種，即 CL、 SO HCO Na+、 K+、 Ca2+與 Mg2+”，主要氣體成分有 O CO和 H2S等幾種。這些化學成份這些化學成分所產生的主要化學性質有酸堿度、硬度、總礦化度和腐蝕性等，對機組材質有一定影響。 （ 1）酸堿度 水的 PH值小于 7時，呈酸性，反之呈堿性。用于水源中央空調系統(tǒng)的水源水酸堿度（ pH值）應為 ～ 。 （ 2）硬度 水中 Ca2+、 Mg2+總量稱為總硬度。硬度大，易生垢。水源中央空調系統(tǒng)的水源水硬度要求，水中 CaO 含量應＜ 200毫克／升。 （ 3）礦化度 單位容積水中所含各種離子、分子、化合物的總量稱為總礦化度，用于水源中央空調系統(tǒng)的水源水礦化度應＜ 3 克 /升。 （ 4）腐蝕性 水中 CL、游離 CO2 都具腐蝕性，溶解氧的存在加大了對金屬管邊的腐蝕破壞作用。用于水源中央空調系統(tǒng)的水源中，要求 CL＜ 100mg/L、 SO2＜ mg/L、 Fe2+＜ 1mg/L、 Mg2+＜ 。應用 GSHP 型水源中央空調系統(tǒng) 時，對腐蝕性、硬度高的水源，應在系統(tǒng)中加裝抗腐蝕的不銹鋼換熱器或鈦板換熱器。 第三節(jié) 取水構筑物 從水源地向水源中央空調機房供水，需建取水構筑物。依據(jù)水源不同，取水構筑物可分為地表水取水構筑物和地下水取水構筑物兩類。 地表水取水構筑物 地表水取水構筑物按結構形式可分為活動式和固定式兩種。活動式地表水取水構筑物有浮船式和活動纜車式；較常用的是固定式地表水取水構筑物，其種類較多，但一般都包括進水口、導水管（或水平集水管）和集水井，見圖 31。地表水取水構筑物受水源流量、流速、水位影響較大，施工較復 雜，要針對具體情況選擇施工方案。 工程技術部 12/11/2020 27 地下水取水構筑物 地下水取水構筑物有管井、大口井、結合井和輻射井等類型。表 31列出了地下水取水構筑物的型式及適用范圍。在實際工程中，應根據(jù)地下水埋深、含水層厚度、出水量大小、技術經濟條件不同選取不同形式。 管井 在地下水取水構筑物中最常見的型式是管井，一般出井孔、井壁管、濾水管、沉砂管組成。圖 3－ 2 為淺井井身結構的示意圖。井孔用鉆機鉆成，井壁管安裝在非含水層處，用以支撐井孔孔壁，防止坍塌，井管與孔口周圍用粘土或 水泥等不透水材料封閉，防止地面污水滲入：濾水管安裝在含水層處，除有井壁管作用外其主要作用是濾水擋砂；井管最底部為沉砂管，用以沉積水泥沙，延長管井使用壽命。 地下水取水構筑物的形式及適用范圍 表 31 尺寸 mm 深度（米） 使用范圍 出水量（ m3/d） 地下水 類型 地下水 埋深 含水層 厚度 水文地質特征 井徑 5001000mm 150600mm 井深2001000m，常用300m以內。 潛水，承壓水、裂隙水溶洞水 200m以內，常用在 70m以內。 大于 5m或有 多層含水層。 使用于任何沙卵石、礫石地層及構造裂隙、巖溶裂隙地帶。 單井出水量5006000m3/d，最大可達 23萬 m3/d 井徑 210m 常用 48m 井深在20m以內，常用615m 潛水，承壓水 一般在 10m以內。 一般為515m。 砂、卵石、礫石地層、滲透系數(shù)最好在 20m/d以上。 單井出水量50010000m3/d，最大可達 23萬 m3/d 集水井直徑46m，輻射管直徑 50300 mm，常用 75150mm 集水井井深 312m 潛水，承壓水 埋深 12m以內，輻射管距降水層大于 1m 一般大于2m。 補給良好的中粗砂、礫石層，但不可含有漂礫。 單井出水量500050000m3/d，最大可達 萬 m3/d 工程技術部 12/11/2020 28 粘土封閉建筑沙井管粘土球人造沙含水層隔水層 濾水管直徑為4501500mm，常用為6001000mm 埋深 10 m以內，常用 46m 潛水，河床滲透水 一般埋深8m以內。 一般為46m。 補給良好的中粗砂、礫石、卵石層。 單井出水量1030m3/D，最大可達50100m3/ ] 圖 32 管井結構示意圖 井口裝置、井泵和泵房 管井竣工后要安裝井口裝置，裝置一般固定在澆注的混凝土基礎上。井口裝置可以自行焊制，也可向有關水泵廠家購買。 管井所用水泵有兩種類型：深井泵和潛水泵。深井泵的電動機在地面，井內有一個長傳動軸，因而對井筒垂直度要求高，轉速大多在 1440r／ min；潛水泵底部安裝有絕緣防水電動機，浸沒于井水之中。潛水泵對井筒垂直度要求低。其轉速較高， 2850r／ min。在同樣安裝條件下，潛水泵揚程比深井泵高得多。同一揚程下，潛水泵體積比深井泵小。潛水泵價格高，但深井泵安裝和維修工作量大。目前，大多數(shù)管井 采用潛水泵。潛水泵下放深度應在動水位之下 5米處，安裝要平穩(wěn)，泵體應居中。一般依據(jù)井管內徑、流量和揚程要求，按照生產廠家提供的樣本選配適合的水泵，再根據(jù)所需電功率選擇電機、配套電纜。水泵揚程應包括井內動水位到機房地面高度、管道阻力、水泵管道阻力和設備揚程。 為保護管井，一般在管井井處建筑泵房。泵房可建成地面泵房，也可建成地下泵房。后者不占用地面空間，便于地面綠化美化。 第四節(jié) 水源系統(tǒng)設計和施工中應注意的問題 供水水源的可行性研究 既擬采用水源中央空調系統(tǒng)時，應先調查了解工程場地的供水水 源條件，或向當?shù)厮Y源管理部門咨詢，或請專業(yè)隊伍進行必要的水文地質調查或水文地球物理勘察，了解是否有可利用的水