水源热泵高压过高怎么办

水源热泵继续制暖模式过流故障可能是以下原因：

1、系统循环水泵或潜水泵故障，导致断流、缺水、气浊等而引起水流故障报警，此时需要检查水泵是否能正常启动、水井水位是否正常、管路是否堵塞。

2、靶式水流开关的舌簧片过长或过宽而卡在管子里不能复位或不能动作。

3、水流开关本身的质量问题。

扬程加上阀门、过滤器以及冷凝器（水在细铜管里流动）等的阻力损失，沿程阻力损失。这么小的泵，功率不会超过5KW，实在没有必要算的很细，楼主应该在其他方面考虑节能，比如空调系统。

个人意见，若有不对之处请谅解！

一、当地水质情况：由于水源热泵的主机冷凝器中需要地下水直接循环，如果地下水硬度偏大或含沙量(尤其是细沙)大，则长期使用后机组冷凝器沉沙结垢和腐蚀严重。其他类型的冷热水机组采用闭式系统，循环水经过软化处理，可以长期使用，不会发生大幅度的冷量衰减。

二、 当地地下水储量（或流量）：水源热泵系统设计的前提是当地具有比较丰富且稳定的地下水源，所以如果当地地下水储量不足，则长期运行后由于井口水流量下降，系统制冷量将产生大的衰减。

三、地下含水层的地质条件：水源热泵比较适合于卵石层含水的地区，该类型地区含水丰富且渗水迅速，便于回灌。不太适合的类型为含沙量较大的地区，该种类型地区由于水层间隙较小，含水量少，渗水性差，回灌难。

四、回灌：从保护地下水资源和建筑安全因素考虑，回灌是水源热泵系统必须解决的技术问题，但必须结合当地实际情况进行，且一般需要业主提供现场的水文资料。回灌的目的是使地下水形成循环，所以回灌井的位置和水位必须与抽水井的同属一个水系统，否则会出现抽的出来，灌不回去的情况。如果井位选择不当，则经过一段时间运行后会出现“冒水”的情况，这时整改的话需要重新打井，投资会大大增加。这种情况在很多工程中被发现。

五、打井：打井除了以上回灌需要考虑以外，还要注意（一）抽水井和回灌井的井位之间的距离不能过小，否则会出现“热短路”，也就是说热量没有被带走，只是在短循环。（二）抽水的含水层的深度不能太浅，否则会直接影响地基的稳固程度，长期运行会有安全隐患，但深井的打井费用会大幅度增加，这方面需要业主注意。

六、运行费用：水源热泵的推广者普遍宣传的特点是节能，主要体现在主机的耗电量比常规冷热水机组小，但业主需要注意的是：水源热泵系统选型的依据是所有的外部条件为稳定的工况，而且一般单位面积的冷热负荷都考虑的相当小，在系统冷热量没有衰减的时期是理论上可行的，但长期运行的效果很难保证，这一点可以从郑州等一些地区至今没有长期使用良好的用户等情况看出来。

七、潜水泵：大多数水源热泵系统在计算系统能耗时都有意无意的避开了潜水泵这个耗电大户，而潜水泵在水源热泵系统中是必不可少的，而且是全天候运行，井的水位越深耗电越大，所以在费用计算上水源热泵系统经常会低的惊人。

郭高轩

（北京市地质工程勘察院地热工程研究所）

摘要：本文探讨了水源热泵的概念及分类，简要阐述了其工作原理、技术特点和难点，并对国内外的发展和利用现状进行了综述，最后指出了目前应用中存在的问题，并对未来的发展作了初步展望。

1 引言

随着能源危机和环境污染的矛盾日益突出，以环保、绿色和节能为特征的能源研发成为各国发展的主流。由于供暖和制冷在能耗中都占有相当大的比例，从而使水源热泵技术近年来备受关注和重视。它以高能效比、稳定的运行工况、低运行费用、低初投资以及便于管理等优点在世界诸多国家能源结构中扮演愈来愈重要的角色［1］。

2 概念及分类

热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置。其分类方法很多，最常用的是以低位热源种类分，可分为水源热泵、土壤源热泵、空气源热泵和太阳能热泵，水源热泵又可以分为地下水水源热泵和地表水水源热泵。通常，人们习惯于把前二者合称地源热泵。但在有的文献中，人们将利用封闭的地埋管系统吸收盘管四周土壤热量的系统称为地源热泵，而将具有抽取和回灌地下水系统的装置称为地下水水源热泵。目前，我国国内对于这一领域的概念分类还是没有明确界定，名称引用比较混乱。

水源热泵系统首先通过潜水泵、过滤器为水源热泵机组提供水源，热泵机组利用少量的电能提取水（通常为地下水）中低位能并将其聚变为高品位能量供末端用户使用，从而达到夏季制冷和冬季制热的目的［2～4］。

3 水源热泵技术的特点

与传统的制热、制冷设备和技术相比，水源热泵技术具有以下优点：

（1）可再生性：浅层介质的地温几乎始终维持在一个恒定水平上，水源可以循环利用，不断的提取，使得水源热泵技术成为可再生能源一种形式；

（2）经济性：经多数实例统计计算，通常水源热泵比电锅炉加热节省三分之二以上的费用，比燃料锅炉可节省二分之一以上的费用；

（3）环保性：水源热泵的污染物排放与空气热泵相比，相当于减少40%以上，与电供暖相比，相当于减少30%以上。与燃油锅炉和燃煤锅炉相比更显优势。由于其没有燃烧，没有排烟，完全达到国家废物零排放的环保理念；

（4）节能性：以水为载体，以浅层地下水为主要来源，冬季将低品位的热能提升供暖，夏季将低品位的冷能提升供制冷，一个运行周期内能量基本维持平衡，大多数水源热泵系统的COP都可达到3.0以上，有的甚至达到5.0；

（5）灵活性：不仅可以供暖、供冷，而且还可以供生活热水。此外，水源热泵系统占地面积比较小、节省场地，场地清洁，可以安装于宾馆、商场、办公楼、学校和别墅等。此外，热泵的机组轻巧，便于安装和维修、更换［5～6］。

4 国内外发展现状

1912年，瑞士人提出“热泵”的概念，1946年第一个热泵系统在美国俄勒冈州诞生。1974年起，瑞士、荷兰和瑞典等国家政府逐步资助建立示范工程。20世纪80年代后期，热泵技术日臻成熟。在过去的10年时间里，大约30个国家的热泵平均增长速率达到10%，在国际社会中，由于其在减少二氧化碳方面得到普遍认可而受到足够重视和快速发展。

在美国，每年接近安装5～6万套热泵机组，超过600个学校安装了热泵系统进行供暖和制冷。在瑞士，由于高原气候条件，冬天日照少，水源热泵系统已经以每年15%的速度快速增长。目前，瑞士有超过25万台热泵系统在运行，成为世界上利用热泵密度最大的国家。在英国，尽管地质条件非常复杂。但是热泵技术也从非常小的起步发展到遍及整个英国。涉及领域有：私人建筑、房地产开发、公共设施等。目前，瑞典的地源热泵安装基本占总需求负荷的60%，尤其是进入到21世纪之后，瑞典的热泵安装增长更为迅速，仅2001年热泵销售就突破25000台。澳大利亚虽然大部分国土位于热带，但是引入热泵的数量也达到30000多套［7～8］。

我国的热泵研究始于20世纪50年代，由天津大学的部分学者牵头，但是由于多种原因，发展缓慢，直到80年代末90年代初，相关领域掀起了一股“热泵热”。进入21世纪以来，我国在热泵模型仿真、试验装置、能耗评价以及系统材质研究等方面取得了一批显著成果。

图1 水源热热泵相关文献搜索结果统计图

在中国科技官方数据库——中国期刊网上，笔者分别对“热泵”和“水源热泵”进行了题名和关键词搜索，搜索结果如图1。可以看出，进入21世纪以来，随着国家可再生能源法的颁布，热泵技术以及水源热泵极大地吸引了广大科技工作者的注意。这也符合国家提出的绿色经济、构建和谐社会和走可持续发展的方针。以百度搜索引擎搜索“热泵”和“水源热泵”，搜索到的网页分别为514000和86000，以google搜索的结果分别为446000和156000。从1989年到2005年，我国科技工作者以热泵为关键词发表的科技文章总计达到2872篇。其中2001年到2005年的文献数量占总数的66.7%。

目前，我国利用热泵技术的城市达30多个，据有关部门统计，全国范围内利用水源热泵和土壤源热泵技术的面积已达3000万m2，截至2004年底，仅北京地区利用水源热泵和土壤源热泵技术供暖和制冷的面积已达到500万m2［9］。

5 存在的问题

5.1 经济性分析不足

缺乏适宜性评价，盲目投资，扩大开发规模问题严重。水源热泵技术是一项系统工程，有其自身适用的条件。地区之间因能源价格不同、气候条件不同、水源条件不同，造成初投资和运行费用存在较大差异，所以要针对不同地区、不同用户进行经济性分析。要综合经济、社会、环境等各方面的因素进行效益评价，寻求最合适的地热能利用方式。目前，盲目跟风显著、示范成功工程偏少。

5.2 政策规范制定落后于市场需求

目前，热泵技术还缺少相关的政策法规和技术要求。具体表现在，①工程设计缺乏系统的设计规范和标准，大都处在无标准可依状态；②对开发单位缺乏资质管理，实施的工程缺乏论证；③缺乏协同作业，大都是暖通空调专业管地上、地质专业人员管地下，造成许多热泵系统匹配差，失败案例较多；④后续管理政策相对滞后。比如后期维护和相关环境地质问题（地面沉降、热污染等）监测多数未进行等。

5.3 系统缺乏优化

系统安全性和稳定性有待提高。目前，大多数热泵系统用的工质都是R22，根据蒙特利尔议定书，R22将于2010年禁止使用。安全性和环保性的新型工质研究是未来必须解决的问题。另外，系统腐蚀问题造成的寿命缩短往往被忽视。系统整体匹配和分区域控制技术研究不足，利用效率偏低，系统优化投入偏少［10］。

6 展望

6.1 迅速制定相关政策法规和技术规范

随着“倡导构建节约型社会，发展绿色环保型经济”热潮的兴起。热泵技术已成为当前研究和推广的热点。尤其是在建设“宜居城市”、“生态城市”的竞赛中，各大城市都相继不允许再建以煤、油为燃料的锅炉房。

那么就迫切需要能够正确地引导推广热泵技术的相关法规尽早出台。政府应成立相关的管理部门，尽早制定相应的评价体系和具体操作流程，如水源热泵系统开发的适宜性评价、水源热泵系统的环境影响评价等；此外还需要由专家编纂相应的技术规范，对热泵机组参数、系统设计、安全稳定性维护以及开采与回灌等工程的实施进行规范化。

6.2 适宜性评价和系统优化

第一，水源必须满足要求，主要有地下水水量、水质和水温。水源热泵系统对水文地质条件有很强的依赖性，而地质结构具有很强的非均质性，一个地区的开发利用模式不能生搬硬套到另外一个地区。例如：有的地区含水层富水性好，大多为砂卵砾石，不仅可以减少开采井和回灌井的数量，还能够达到百分百的回灌，而有的则完全不行。各地区应结合本地的地质情况和气候条件进行适宜性评价、合理规划，建立适合自身的开发利用体系是当务之急。

第二，系统的匹配优化问题。应结合当地的水文、气象、水文地质条件及负荷要求，优化总井数（抽水井和回灌井）、井深、井身结构和成井工艺。

第三，后期运行和维护技术的研究。应及时对系统运行工况进行监测，对系统腐蚀和水井老化（砂堵、岩化、胶结）等问题进行研究，并提出相应的防治和治理措施。此外，应对噪音污染、热污染等问题进行专题研究［11］。

6.3 多系统联合研究，扩大应用范围

水源热泵系统虽然有诸多优点，但是它总有不足之处，例如它受到水量、水质、冬季表层土壤冻结等因素的限制，所以应当开展关于土壤、水源、空气、太阳能、地热、废热等的双联甚至三联热泵的研究，以此来扩大热泵的应用范围，满足不同用户的需求［12］。

此外对水源热泵系统的设计进行优化和相关仪器的研究如：岩土热物性测试仪的研制，分区域控制器的研究等也将是亟需解决的问题。相信在不久的将来，绿色能源技术——水源热泵技术必将在采暖制冷、节能、环保领域发挥越来越大的作用，为国民经济的发展、生态环境的保护、能源结构的优化等方面做出应有的贡献。

参考文献

［1］Arif Hepbasli，Leyla Ozgener，Development of geothermal energy utilization in Turkey：a review，Renewable and Sustainable Energy Reviews，2004，（8）：433～460

［2］马最良，热泵技术（上），电力需求侧管理，2003，5（5）：58～60

［3］马最良，热泵技术（下），电力需求侧管理，2003，5（6）：58～62

［4］龚明启，冀兆良，浅议热泵分类，河北能源职业技术学院学报，2005，（1）：60～63

［5］郭莹，水源热泵的应用特点，建筑技术开发，2003，（10）：94～95

［6］高小青，浅谈水源热泵空调系统的优缺点，安装，2005，（8）：30～32

［7］Steve Kavanaugh.Design consideration for ground and water source heat pumps in southern climates，ASHRAE trans，1989，95（1）：1139～1148

［8］胡鸣明，刘宪英，国外地源热泵的发展历史与设计方法，四川制冷，1999，（2）：20～23

［9］王芳，范晓伟，周光辉等，我国水源热泵研究现状，流体机械，2003，（4）57～59

［10］张自力，水源热泵若干问题探讨，机械研究与应用，2004，（5）：90～92

［11］文远高，郑重，地下水资源在住宅空调中应用的方式及注意的问题，住宅科技，2004，（6）38～40

［12］武云甫，田峰，高岩，住宅水源热泵规划设计，技术交流，2004，（6）36～39

水源热泵300平米需7个井。

水源热泵中央空调的水源井硬管式同井出、在回水装置是河南润恒节能技术开发有限公司于2014年3月25日申请的专利，发明人是索凤、李玉军、牛青锋、刘进、王跃庆、管齐烛、王红宇。

水源热泵介绍

水源热泵中央空调的水源井硬管式同井出、在回水装置公开了一种水源热泵中央空调的硬管式同井出、回水装置，在同一水源井的井口密封安装井盖，并设置出水管和回水管。其中出水管外侧套装有出水管套管构成复合出水管，出水管和出水管套管均有钢管对接组成并进行防腐处理，出水管借助于潜水泵将地下水抽出给中央空调而回水管内也施加了压力，在水源井内设置多个回水空间通过环形渗水层及土壤层向外向下渗流和热交换，该发明是在同一口井内实现等量的出水、回水，并与土壤充分的热交换后可以大幅提高水源热泵机组效率。

董明 王涛 孟富春 李思雄

（北京清源世纪科技有限公司）

摘要：介绍了北京某干休所燃煤锅炉改造项目，采用大温差高温水源热泵从15℃浅层地下水中提取热量，输出70℃高温热水进行供暖，从而达到“节能、环保”和节约运行费用的目的。

1 项目简介

北京某干休所位于北京西郊风景宜人的万泉河畔，建筑面积25000m2。原先采用燃煤锅炉供暖，污染严重，而且因为锅炉老化，效率降低，远端用户供暖效果差。根据北京市“蓝天工程”规划，须拆除燃煤锅炉，改用清洁能源供暖。同时因为该项目末端为暖气片系统，居民为离休的高级干部，室内温度必须保证在22℃以上，供水温度须在70℃以上。

根据该区地下水情况良好，设计打浅水井2 口，采用大温差高温水源热泵从15℃浅层地下水中提取热量，输出70℃高温热水进行供暖。

2 负荷计算

冬季，室外计算参数为：干球温度－9.0℃，相对湿度58%，大气压力1020.4 kPa。室内设计温度22℃，室内相对湿度≤55%。采用规范为《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19⁃87）。甲方提供的负荷计算数据。单位负荷：55W/m2，总负荷：1375kW。

3 地下水抽、灌系统设计

项目地点位于万泉河畔，地质条件较好，约100m以上为第四系永定河冲洪积物，其岩性以砂粘、砂卵砾石、漂石等为主（表1）；100m以下为第四系泥砾层。

表1 地层剖面岩性表

根据区域水文地质条件结合周边现有浅层水井情况分析，该区第四系孔隙水为潜水，含水层岩性为砂卵砾石，颗粒粗，厚度较大，富水条件较好，其补给来源主要为大气降水及永定河河水补给，水位埋深约15～20m。单井出水量可达120m3/h，水温约15℃左右。本项目拟凿抽水井1口、回灌井1口。

抽、灌井布置：根据抽、灌井的目的、要求和当地水文地质条件及项目现有占地面积的大小，拟布置抽水井、回灌井各1口，井间距50m左右，符合抽、灌井的布置要求。

3.1 抽、灌井单井设计

该地区第四系古河道沉积，地层富水性较好，预凿井取水目的层可确定为第四系漂卵砾石层。回灌井设计与抽水井相同。其设计方案见表2。抽、灌水井采用冲击钻机施工。

表2 抽、灌井设计方案

3.2 井口及井口装置

井室为阀井结构，井口采用法兰装置。

3.3 室外管网系统

抽水井、回灌井与站房间需分别铺设供、回水管线。管径273mm，管线总长为120m。

4 机房内工艺方案

根据项目的实际情况，提出如下工艺方案：① 采用浅井水作为大温差高温水源热泵的热源；② 供暖系统采用散热器末端方式；冬季供暖系统供水温度为：70℃，回水温度为：55℃；井水供水温度：15℃，井水回水温度：8℃。

如图1所示，冬季严寒期（30 天左右），热泵全部开启输出70℃高温热水以满足老干部的供暖需求，初、末寒期根据室外温度变化调低供暖供水温度。

图1 大温差高温水源热泵循环系统

QYHP⁃880 GD大温差高温水源热泵，采用清华大学开发的高温制冷剂HTR02，可以在热源水温度只有15℃条件下，输出70～75℃高温热水供暖，非常适合北方地区采用暖气片末端的老供暖系统的改造，是具有“高温、高效、环保、节能”特点的新型高温水源热泵设备。该机组在15/70℃工况下，制热量651kW，输入电功率238kW，在15/63℃工况下，制热量715kW，输入电功率230kW［2］。总制热量1366kW，可以满足项目需求。

5 设备及工程清单

5.1 机房内系统（表3）

表3 机房内系统

（以上设备仅含机房内设备和管道工程，不含电力增容、机房土建、机房外工程。）

5.2 机房外系统

机房外系统是2 眼深度各100m 的水井，分别安装了潜水泵和井口装置，建2 处泵房。

6 运行费用分析

冬季供暖期130天，因采用热泵按照北京市电采暖优惠电价：低谷8 小时0.2 元/kW·h，其余时间按照居民生活用电0.48元/kW·h。

供暖期大温差高温水源热泵平均COP按照3.2考虑，供暖期平均负荷按照31.82W/m2［3］，总耗电为：31.82×25000×24×130 ÷ 1000 ÷ 3.2＝775612kW·h，平均为0.3 元kW·h，实际运行中主要负荷在低谷时段，按照白天折合满负荷12 小时折算出平均电价），则水源热泵电费为：23.27万元。循环水泵及潜井泵耗电为60×24×130＝187200kW·h，费用为：5.61万元。

以上总费用为：28.88万元，平均每平方米为：11.55元/m2。

该项目于2005年11月10日正式投入运行，并于12月22日通过验收。

项目投入实际运行后根据热泵机房的值班记录，2005年11月15日～12月30 日45天的机房耗电量平均为：每天使用低谷电1946kW·h，使用平价电3867kW·h，热泵机房平均每天电费2245元，按照此平均值计算，则130天供暖期需要支出电费29.18万元，与分析的基本吻合。

7 结论

以15℃地下水作为热源采用QYHP⁃GD大温差高温水源热泵输出70～75℃高温热水供暖，具有运行费用低，不排放任何污染，无安全隐患，自动化运行等优点，十分适合采用暖气片的老燃煤锅炉供暖系统的改造。

参考文献

［1］建设工程常用数据系列手册编写组.暖通空调常用数据手册.北京：中国建筑工业出版社，2002

［2］李先瑞，郎四维.水源热泵——一种经济、节能、可靠的空调能源方式．建筑热能通风空调．1999.No.1

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如今，人们的生活质量再普遍的提高，家庭的供暖问题也已经成了一种基本的需求，然而，传统燃煤炉的供暖方式却对人体健康不益，因此，水源热泵就成了一种受到很多人认可的供暖方式，今天小编就为大家介绍一下水源热泵的工作过程及原理。

水源热泵工作过程

水源热泵是一种利用地下浅层水热资源(也称地能，包括地下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。水源热泵利用地能一年四季温度稳定的特性，冬季把地能作为热泵供暖的热源，夏季把地能作为空调的冷源。

在自然环境中，水由高处往低处流，热由高温处向低温处传递正象水泵可以把水由低处泵送到高处一样，热泵可以把低温位热能泵送到高温位加以利用。

冬季，热泵机组从地源(浅层水体或岩土体)中吸收热量，向建筑物供暖夏季，热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中，实现建筑物空调制冷。根据水热交换系统形式的不同，水源热泵系统分为地下水水源热泵系统和地表水水源热泵系统和地埋管水源热泵系统。