一、什么是水/地源熱泵？
水/地源熱泵（WSHP：Water Source Heat Pumps / GSHP：Group Source Heat Pumps）是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源（也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等）來(lái)制熱和制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。作為一種空調(diào)機(jī)組，它同樣是由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器及節(jié)流裝置構(gòu)成的獨(dú)立機(jī)組。其相對(duì)于空氣源熱泵，水地源熱泵是以水或添加防凍劑的水溶液作為低溫?zé)嵩吹臒岜脵C(jī)組，目前通常有水/水熱泵，水/空氣熱泵等形式。
水源水可以是各種工業(yè)用廢水、生活用水、海水、江、河水等，甚至是各種工業(yè)余熱。
水源熱泵機(jī)組可利用的水體溫度在冬季比環(huán)境空氣溫度高，所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度高，而夏季水體溫度則比環(huán)境空氣溫度低，所以制冷的冷凝溫度低。因此水源熱泵機(jī)組的能效比比普通熱泵機(jī)組的能效比明顯提高，通常水源熱泵消耗1kW.h的能量，用戶可以得到4.0kW.h以上的熱量或5.0kW.h以上的冷量。水源熱泵系統(tǒng)可以供冷、供暖、提供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替代原來(lái)的取暖器+空調(diào)+熱水器，通過(guò)以上，水源熱泵可以達(dá)到真正的高效、節(jié)能、低碳。
地源熱泵原理
地源熱泵則是利用水與地能（地下水、土壤或地表水）進(jìn)行冷熱交換來(lái)作為地源熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量“取”出來(lái)，供給室內(nèi)采暖，此時(shí)地能為“熱源”；夏季把室內(nèi)熱量取出來(lái)，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時(shí)地能為“冷源”。
水源熱泵系統(tǒng)是利用逆卡諾循環(huán)原理，以水為能量的承載體，制冷時(shí)將空調(diào)排放的熱量傳導(dǎo)給土壤，制熱時(shí)從土壤中提取熱量供給室內(nèi)的中央空調(diào)。從另一個(gè)角度說(shuō)由于地能是太陽(yáng)能的一種間接形式，因此地能是可再生的、綠色環(huán)保的，它區(qū)別于我們目前的任何一種能源。
水源熱泵技術(shù)的工作原理就是：通過(guò)輸入少量高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)低溫位能量向高溫位能量轉(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(lái)，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(guò)水源熱泵機(jī)組，從水源中“提取”熱能，送到建筑物中采暖。 
三、水/地源熱泵的系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
1、高效
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4.0kW.h以上的熱量或5.0kW.h以上的冷量。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、節(jié)能
水源熱泵使用的電能本身為一種清潔的能源，設(shè)計(jì)良好的水源熱泵機(jī)組，與空氣源熱泵相比，相當(dāng)于減少30%以上的電力 消耗， 與電供暖相比，相當(dāng)于減少70%以上的電力消耗。所以，水源熱泵在節(jié)能的同時(shí)還減少和降低了發(fā)電時(shí)一次能源消耗過(guò)程中產(chǎn)生的污染物排放和溫室效應(yīng)。
3、屬可再生能源利用技術(shù)
水源熱泵是利用地球水體所儲(chǔ)藏的太陽(yáng)能資源作為冷熱源來(lái)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(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器，收集了47％的太陽(yáng)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(guò)土壤間接的接受太陽(yáng)輻射能量），而且是一個(gè)巨大的動(dòng)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收和發(fā)散的相對(duì)均衡。這使得利用儲(chǔ)存于其中的近乎無(wú)限的太陽(yáng)能或地能成為可能。所以說(shuō)，水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)。
4、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(huì)對(duì)其造成污染；省去了鍋爐房及附屬煤場(chǎng)、儲(chǔ)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。
5、環(huán)保效益顯著
水源熱泵機(jī)組供熱時(shí)省去了燃煤、燃?xì)?、燃油等鍋爐房系統(tǒng)，無(wú)燃燒過(guò)程，避免了排煙、排污等污染；供冷時(shí)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(wú)任何污染，無(wú)燃燒、無(wú)排煙，不產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣和煙塵，不會(huì)產(chǎn)生城市熱島效應(yīng)，對(duì)環(huán)境非常友好，是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品。
根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（EPA：US Environmental Protection Agency）評(píng)估，每安裝90kW的水/地源熱泵空調(diào)，相當(dāng)于減少12輛汽車的溫室氣體排放和種植6000平方米的樹(shù)。在美國(guó)運(yùn)行的水/地源熱泵系統(tǒng)每年可節(jié)約2000萬(wàn)桶石油的消費(fèi)和相當(dāng)于減少美國(guó)每年6，000萬(wàn)公斤CO2、500，000公斤SO2、220，000公斤NOx的溫室氣體排放。
6、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(lái)的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。特別是對(duì)于 同時(shí)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(shí)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。
應(yīng)用范圍廣，可廣泛的應(yīng)用于賓館、辦公樓、學(xué)校、商場(chǎng)、別墅區(qū)、住宅小區(qū)的集中供熱制冷，以及其它商業(yè)和工業(yè)建筑空調(diào)，并可用于游泳池、乳制器加工、啤酒釀造、冷軋鍛造、冷庫(kù)及室內(nèi)種植和恒溫養(yǎng)殖等行業(yè)上。
7、運(yùn)行穩(wěn)定可靠，維護(hù)方便
水體的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定，其波動(dòng)的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的變動(dòng)，是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源。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，不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點(diǎn)問(wèn)題；由于系統(tǒng)簡(jiǎn)單、機(jī)組部件少，運(yùn)行穩(wěn)定，相對(duì)來(lái)說(shuō)維護(hù)費(fèi)用要低得多。
8、非常耐用
系統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件非常少，所有的部件不是埋在地下就是安裝在室內(nèi)機(jī)房，避免了室外的惡劣氣候，其地下部分可保證使用50年，地上部分可保證使用30年，是真正的壽星空調(diào)。
9、自動(dòng)化程度高
水源熱泵機(jī)組由于工況穩(wěn)定，所以可以設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)；采用全電腦控制，部件較少，自動(dòng)化控制程度高。
10、沒(méi)有任何污染
水源熱泵機(jī)組的運(yùn)行沒(méi)有任何污染，沒(méi)有燃燒，沒(méi)有排煙，不產(chǎn)生任何廢渣、廢水、廢氣和煙塵，使環(huán)境更優(yōu)美?？梢越ㄔ煸诰用駞^(qū)內(nèi)，不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地，且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。
11、符合國(guó)家政策，獲得政策性支持
國(guó)家十分重視可再生能源開(kāi)發(fā)利用工作，《中華人民共和國(guó)可再生能源法》已于2006年1月1日起實(shí)施；同時(shí)，在《國(guó)家中長(zhǎng)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(guó)家立法和發(fā)展戰(zhàn)略的高度，對(duì)可再生能源的發(fā)展應(yīng)用予以強(qiáng)力推動(dòng)。
根據(jù)國(guó)家建設(shè)部政策規(guī)定，凡采用水源熱泵空調(diào)技術(shù)的建筑物，通過(guò)向當(dāng)?shù)亟ㄎ陥?bào)，可獲得政府的政策性支持，減免建筑配套費(fèi)用140～200元/m2。
12、與鍋爐（電、燃料）和空氣源熱泵的供熱系統(tǒng)相比的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：
與鍋爐（電、燃料）和空氣源熱泵的供熱系統(tǒng)相比，水源熱泵具明顯的優(yōu)勢(shì)。鍋爐供熱只能將90%～98%的電能或70%～90%的燃料內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱量，供用戶使用，因此地源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省二分之一以上的能量；由于水源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定，一般為10～25℃，其制冷、制熱系數(shù)與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，要高出40%以上，其運(yùn)行費(fèi)用為普通中央空調(diào)的40%-60%。因此，近十幾年來(lái)，水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北美及中、北歐等國(guó)家取得了較快的發(fā)展，尤其是近五年來(lái)，中國(guó)的水源熱泵市場(chǎng)也日趨活躍，使該項(xiàng)技術(shù)得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，成為一種有效的供熱和供冷空調(diào)技術(shù)。
四、水/地源熱泵的分類
A、土壤耦合埋管：
系統(tǒng)應(yīng)用條件：
1、建筑物附近缺乏水資源或因各種因素限制，無(wú)法利用水資源。
2、建筑物附近有足夠場(chǎng)地敷設(shè)“地埋管”（例如：辦公樓前后場(chǎng)地、別墅花園，學(xué)校運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等等）。
土壤耦合埋管根據(jù)埋管方式分：
1、垂直埋管空調(diào)系統(tǒng)：適用于埋管場(chǎng)地受一定限制的場(chǎng)所。 可利用地表面積較小，淺層巖土體的溫度及熱物性受氣候、雨水、 埋設(shè)深度影響較大。
2、水平埋管空調(diào)系統(tǒng)：適用于場(chǎng)地較充裕的場(chǎng)所，初投資小。可利用地表面積較大，淺層巖土體的溫度及熱物性受氣候、雨水、埋設(shè)深度影響較小。
3、樁埋管空調(diào)系統(tǒng)：沒(méi)有合適的室外用地時(shí)，利用建筑物的混凝土基樁埋設(shè)，即將U形管捆扎在基樁的鋼筋網(wǎng)架上，然后澆灌混凝土，使U形管固定在基樁內(nèi)。
B、地表水（江、河、湖、海）
系統(tǒng)應(yīng)用條件：
1、建筑項(xiàng)目附近有豐富的地表水（例如：江水、河水、湖水、海水、水庫(kù)水等等）。
2、水量充足，水溫適度，水質(zhì)經(jīng)簡(jiǎn)單處理能達(dá)到使用要求。
根據(jù)換熱方式分：
1、開(kāi)式系統(tǒng)：用泵將水抽送至二次換熱器或熱泵機(jī)組的蒸發(fā)器或冷凝器，換熱之后排出；海水約占自然界水總儲(chǔ)量的96.5%， 因此海水源熱泵可以作為地表水水源熱泵的一種主要熱源，海水中含有砂子及有機(jī)物，含鹽量也很高，會(huì)在物體表面形成沉淀物，增加生物活性以及微生物腐蝕的可能性。為此，在海水引入口應(yīng)安裝機(jī)械過(guò)濾器，并通過(guò)殺菌的方法減少生物活性。為避免海水對(duì)機(jī)組蒸發(fā)器產(chǎn)生腐蝕，通常采用二級(jí)換熱器，換熱器采用鈦板制作。另一方面，江、河、湖泊同樣蘊(yùn)藏了無(wú)限的低品味熱能。
2、閉式環(huán)路系統(tǒng)：在地表水水體中設(shè)置閉路換熱環(huán)路，用管道與熱泵機(jī)組蒸發(fā)器和冷凝器連接成回路，封閉在閉路環(huán)路中的液體做換熱能量載體在水泵的驅(qū)動(dòng)下循環(huán)。對(duì)地表水熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用，地表水的流量、深度等都需滿足一定的要求，并與換熱抽水或環(huán)路盤管計(jì)算緊密結(jié)合。
C、生活污水
系統(tǒng)應(yīng)用條件：
污水源較豐富且穩(wěn)定的區(qū)域，一般為城市生活污水（例如：學(xué)校、醫(yī)院、個(gè)大型商場(chǎng)、新建及改建項(xiàng)目等等）。
污水源熱泵系統(tǒng)是依靠熱泵機(jī)組內(nèi)部制冷劑的物態(tài)循環(huán)變化，冬季從污水中吸收熱量經(jīng)熱泵機(jī)組升溫后對(duì)建筑供熱，夏季通過(guò)熱泵機(jī)組把建筑物中的熱量傳遞給污水從而實(shí)現(xiàn)供冷。污水替代了冷卻塔，解決了冷卻塔的噪聲、漂水等問(wèn)題，具有高效節(jié)能、綠色環(huán)保、安全可靠、一機(jī)多用等突出優(yōu)點(diǎn)。污水源熱泵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了城市廢熱的回收利用，變廢為寶，是新型的可再生清潔能源利用技術(shù)，符合可持續(xù)發(fā)展、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的要求。將水源熱泵系統(tǒng)技術(shù)與城市污水結(jié)合，在擴(kuò)大城市污水利用范圍、拓展城市污水治理效益方面具有深遠(yuǎn)意義。
D、工業(yè)廢水
系統(tǒng)應(yīng)用條件：
用于鋼廠、發(fā)電廠等工業(yè)廢水豐富的場(chǎng)合（例如：工業(yè)溫水、工業(yè)設(shè)備冷卻水、生產(chǎn)工藝排放的廢溫水）。
E、地下水（深井水）
系統(tǒng)應(yīng)用條件：
建筑項(xiàng)目附近地下水資源豐富，并便于實(shí)施供回水工程；地方政策允許利用地下水；地下水溫適度，水質(zhì)適宜，供水穩(wěn)定，回灌順暢。
五、水地源熱泵系統(tǒng)能源解決之道
A、生活小區(qū)：
1、沒(méi)有外機(jī)，沒(méi)有噪音，沒(méi)有排放；小區(qū)環(huán)境更美觀和諧；
2、提供生活熱水，節(jié)約了熱水器的投資，夏季免費(fèi)使用生活熱水，更節(jié)能；
3、采暖季節(jié)可輕易切換，與地板采暖相結(jié)合；
4、各種內(nèi)機(jī)形式與裝修完美結(jié)合。
