水源熱泵技術是利用地球表面淺層水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太陽能和地熱能而形成的低溫低位熱能資源,并采用熱泵原理,通過少量的高位電能輸入,實現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉移的一種技術。水源熱泵主要有原生污水水源熱泵、海水源熱泵等。地源熱泵又稱地源中央空調,是利用地球儲藏的太陽能資源作為冷熱源,進行能量轉換的供熱制冷空調系統(tǒng)。地源熱泵系統(tǒng)由于冬季供暖時不需要鍋爐或增加輔助加熱器,沒有氮氧化物、二氧化硫和煙塵的排放而具有高效、節(jié)能、環(huán)保、無污染等優(yōu)點。近幾年,熱泵技術成了國內建筑節(jié)能及暖通空調界的熱門研究課題,并開始大量應用于工程實踐,與此相關的熱泵產品應運而生,掀起一股地熱空調的熱潮,其中土壤源熱泵發(fā)展最快。1996年至今在北京、河北、山東、江蘇、浙江、上海、河南、湖北和西藏等地相繼建成了地源熱泵工程,應用范圍基本覆蓋了我國所有省份,全國地源熱泵系統(tǒng)的應用面積接近3000萬m2。太陽能熱泵因其具有顯著的節(jié)能性和環(huán)境友好性,得到了越來越廣泛的關注。我國對太陽能熱泵的研究起步較晚,其中,青島建筑工程學院對串聯(lián)式太陽能熱泵供暖系統(tǒng)進行了實驗研究,該系統(tǒng)具有多功能調節(jié)能力,冬季熱泵供暖時熱泵機組工作穩(wěn)定,COP平均值達到2.71,具有明顯的節(jié)能效果。此外,上海交通大學對直膨式太陽能熱泵熱水器進行了試驗研究,該熱水器可全天候提供45~50℃生活熱水150L,每天耗電量約為1kW/h(夏季)或2kW/h(冬季),其分體式結構尤其適合于高層或多層建筑。并且,這種熱水器在陰雨天可以照常工作,其工作形式轉變?yōu)榭諝庠礋岜谩?/span>目前,我國鋼鐵生產企業(yè)、熱電廠、醫(yī)藥、化工等企業(yè)生產過程中必不可少的工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng),大都采用涼水塔將工業(yè)余熱向大氣中排放,這樣不僅對環(huán)境造成熱污染而且涼水塔運行還消耗電能,因此,有效利用工業(yè)余熱就成了企業(yè)節(jié)能降耗的重要途徑。例如:某公司于2006年10月剛剛竣工投入使用的科技實驗樓工程建筑面積(不含地下室)2880㎡,采用了本企業(yè)生產過程中工業(yè)循環(huán)水廢熱做熱源,設計安裝了水環(huán)熱泵分散式中央空調系統(tǒng)。結果表明,進入供暖期運行一個月以來,科技實驗樓取得了較好的節(jié)能效果。面向未來,熱泵及其應用系統(tǒng)會被越來越廣泛地采用,究其原因有以下幾點:
(1)由于燃燒常規(guī)能源(石油、煤、天燃氣等)會產生大量的煙灰、氧化物等有害物質,對環(huán)境的污染及人類的健康已造成嚴重的影響。
(2)常規(guī)能源都屬于不可再生能源,隨著時間不斷的減少,導致能源價格的逐漸上漲,就要求人們必須要節(jié)能。熱泵系統(tǒng)所具有的用能效率高,運行的自動化和安全性,將會更好地滿足人們的節(jié)能要求。
(3)熱泵系統(tǒng)可以利用一些低品位熱源及工業(yè)余熱等,既減少了浪費,又節(jié)約的能源。
從上面的討論可以看出,熱泵技術發(fā)展總趨勢將是發(fā)展高效率的供熱、供冷熱泵,大力發(fā)展可再生能源的應用。隨著城市化進程的推進,可以充分回收工業(yè)生產和城市居民生活中的低溫余熱資源,考慮把熱管技術等納入總體的供能系統(tǒng)工程中,從而形成熱電站熱泵站熱管網的綜合系統(tǒng),并通過計算機進行控制。這種系統(tǒng)不但能發(fā)電、集中供熱供冷,還可以利用各種余熱,經轉換后向工業(yè)、農業(yè)、商業(yè)、居民等提供不同溫度的熱源冷源,有可能替代或部分替代大量使用的鍋爐和制冷裝置,也可降低城市大氣污染的程度,只有這樣,才能真正地發(fā)揮熱泵的優(yōu)勢,緩解能源危機及有效減少環(huán)境的污染。