第二代地源热泵水土双源地源热泵应用浅析

随着现代供热技术的不断推陈出新，零污染零排放的供热模式越来越受到消费者的青睐。国家的京津冀“十三五”协同发展更是为现代多样化供热提供了巨大的市场空间，政府面临着一边是日渐枯竭的化石能源，一边是以付出高昂治理代价的环境污染，采用低能耗无污染的供热模式成为消费人群的不二选择。

    公共建筑和住宅所需要的空调系统需要消耗大量的电能和燃料。因此在建筑空调领域，为了适应可持续发展的要求缓解臭氧层变薄和全球变暖所造成的日益严峻的全球环境问题，在满足人类健康、舒适要求的前提下，优化能源结构，提高能源利用效率，依靠科学使用能源来解决这一难题。

那么，地源热泵技术的发展在科学使用能源中将起到什么的作用呢？如同日常的水泵一样将水由低位传到高位，热泵就是把水替换成了热量。可以把无法直接利用的低位能源（如，空气、土壤、水中所含的热能、太阳能。生活和生产中的废热等）转换为可以利用的高位能源，从而到达节省高位能源的目的。

下边就第二代地源热泵水土双源地源热泵的技术原理和应用，和大家分享。

1、适用对象：空调、采暖需要采用可再生能源的建                                          筑；绿色建筑；尤其适用于建筑在用土壤源热泵时埋管场地不足，用地下水源热泵时地下水量不足、或不能100%回灌的情况。

2、节能、节投资及运行费目标：是可再生能源、且比传统冷热源、空气源热泵等节能30--70%以上；比土壤源热泵节省初投资20--50%，节能节运行费10--50%（地下水在保障完全回灌的前提下可以直接供冷，或者作为梯级冷热源的初级冷源，实现高度节能。）

3、技术原理及先进性：

原理：地源热泵由原来的土壤源、地下水源各自独立使用，改进为土壤源、地下水源耦合使用。用适当量的地埋管井孔兼做地下水源回灌井。

技术先进性：

（1）地下水与土壤源耦合使用，一部分土壤源一部分地下水源，不受地质和场地条件限制；投资低、普遍可用。

（2）对地层出水量要求不高，粗砂、中沙、细沙各种出水能力地层都可利用，全面利用各种地质的地下水源；地下水通过地埋管井群回灌，是基础性的地下水回灌技术，破解地下水源热泵只适用于粗砂地层，在中沙、细沙地层中回灌量小的难题，具备100%回灌乃至更大的回灌潜力；成倍的回灌潜力是地下水抽灌利用的必须条件。

（3）也是土壤源地埋管最好的强化换热技术。

（4）浅层地下水是天然冷源，经过换热器后直接供冷能够为中央空调节能10%－70％，本技术能够保障地下水直接供冷工程：可使用的地层普遍、回灌能力充分（1个钻孔相当0.1~1个回灌井）。

4、地源热泵技术改进为水土双源的重要性：

地源热泵是新能源、可再生能源、节能和减排能力最高的单项技术；但是其实际应用价值受到造价、场地、回灌等因素制约。

由于地下水回灌能力普遍弱，常规一口抽水井要对应1--3口回灌井，而实际上这种对应关系下，能够保证地下水完全回灌的也只有在回灌能力好的粗砂地层。大多数地层回灌都困难，要想能各种地层都保证地下水回灌不失败，必须一口出水井对应几口、几十口、甚至几百口回灌井。水土双源地源热泵，用土壤源热泵的地埋管孔兼做地下水源回灌井，可以实现的一口出水井对应几十甚至几百口回灌井。

很多人在考虑冷热源问题时，认为地下水源热泵仍然是首选（投资小，节能效果好，不占场地），但是缺少保证100%回灌的技术。水土双源正好是这样的技术，能保证100%回灌甚至能有百分之几百回灌的潜力。因为1个钻孔相当0.1~1个回灌水井，那么通常工程上几十乃至几千个地埋管钻孔基本就相当于几十乃至几千口回灌水井。

地下水源与土壤源耦合利用，不但降低造价，也减少地埋管量。如果再提高水井技术，克服抽沙的弊端，那么水土双源的地下水源使用将再次成为无可置疑的首选节能技术、使地下水源成为能普遍保障100%安全回灌的技术。成熟的地下水源技术，开拓出健康的市场。

水土双源应用要注意：控制抽灌温差、水井地层、过滤级别、单井出水量，避免抽沙、消除堵塞因素、避免回扬。水井可以不需要回扬，单井抽灌技术就是没有回扬的做法，有大量运转着的实例；而且单井抽灌不易保证是同层回灌。本技术的回灌井数量比单井回灌成数量级多，就会有大数量级的回灌潜力，广泛适于各种地质。

水土双源技术是地下水源热泵应用方式的发展方向。相对于空气源热泵、热源塔等，更节能、更稳定，是冷热源方案首选。

水土双源地源热泵技术普遍可用，没有了场地、水量、地质的条件限制，没有了投资的劣势。这项技术是地源热泵行业的未来发展方向、能够推动行业发展。

5、对于地下水利用的态度

对于地下水源热泵使用，既不能饮鸩止渴，也不能因噎废食：地下水是资源、环境，同时也是前途待解放的可再生的建筑新能源，利用既不能滥用也不能放着不用，在技术能力达到时可以合理使用。

目前单纯的地下水源热泵被部分地区政府限制使用，原因在于无法保证100%回灌。从长远看，地下水抽灌问题，影响重大，主动接受政府的监管，让实践来证明回灌能力，才能最终让社会认可。

 中国房地产业协会供热技术服务平台水源热泵研究小组

 中奥地源热泵设计研究所