文 献 综 述

一、课题背景

在经济迅猛发展的今天，人们对能源的需求和依赖越来越大。常规能源日渐短缺，而能源的消耗急剧增加，空气污染、地球变暖等环境问题的日益突出，为了缓解常规能源压力和减少对环境的影响，鼓励使用可再生能源与发展绿色建筑^[1,2]。从可持续发展的角度来看，利用可再生能源及提高能源利用效率是降低建筑近年来，适用于低温地热利用的水源能耗的根本途径。热泵供暖与制冷新技术在国内外受到普遍重视，对于地热能的高效综合利用具有极为重要的指导意义^[1-3]。

近几年来,地表水源热泵系统因其具有能耗低、污染小、运行稳定可靠等特点而被广泛采用。但是地表水源热泵系统因受地质条件、初期投资高等因素影响,使其低能耗的特点没有突显出来。因此,必须对地表水源热泵系统的水源问题和年能耗进行研究,以确定其在某一特定地区推广的可能性。在分析地表水源热泵的基础上,对地表水源热泵系统所用水源的地质情况、水质要求进行讨论,提出地表水源热泵用地表水水质标准和相应的水质处理措施^[4]。

二、水源热泵及分类

以水作为热源和热汇的热泵称为水源热泵，水源热泵包括地下水源热泵 （GWHP） 和地表水源热泵 (SWHP)^[5,6] 。本课题主要研究以地表水为冷热源的水源热泵。以地表水为热源或冷源的水源热泵有两种形式：一是开式环路，二是闭式环路。所谓开式系统就是通过潜水泵将抽取的地下水直接送入热泵机组。这种形式的系统管路连接简单，初投资低，但由于地下水含杂质较多，当热泵机组采用板式换热器时，设备容易堵塞。另外，由于地下水所含的成分较复杂，易对管路及设备产生腐蚀和结垢，因此，在使用开式系统时，应采取相应的措施。所谓闭式系统就是通过一个板式换热器将地下水和建筑物内的水系统隔绝开来^[7]。

地表水源热泵就是利用江、 湖、河、 海的地表水作为热泵机组的热源和热汇。当建筑物的周围有大量的地表水域可以利用时，可通过水泵和输配管路将水体的热量传递给热泵机组或将热泵机组的热量释放到地表蓄水体中。根据热泵机组与地表水连接方式的不同，可将地表水源热泵分为两类：即开式地表水源热泵系统和闭式地表水源热泵系统（见图 1 ）^[8]。

图1 地表水源热泵系统的类型^[8]

三、开式地表水源热泵系统的特点

从图 1 可见，在开式系统中，从蓄水体底部将水通过管道输送到热泵机组中，进行热量交换后，再通过排水管道又将其输送回湖水表面，但水泵的吸入口与排放口的位置应相隔一定的距离。在开式地表水源热泵系统中，地表水的作用与冷却塔近似，而且不需要消耗风机的电能及运行维护费用，因此初投资比较低^[8]。