地源热泵毕业论文（精选10篇）
一、选题的依据及意义：1．依据：
进入90年代后，我国的居住环境和工业生产环境都已广泛地应用热水供应装置，热水供应装置已成为现代学校居住必备。90年代中期，由于大中城市电力供应紧张，供电部门开始重视需求管理及削峰填谷，热泵供热技术提到了议事日程。近年来，由于能源结构的变化，促进了地源热泵供热机组的快速发展。
随着生产和科技的不断发展,人类对地源热泵供热技术也进行了一系列的改进,同时也在积极研究环保、节能的地源热泵供热产品和技术,现在利用成熟的电子技术来进行综合的控制，并和太阳能结合更注意能源的综合利用、节能、保护环境及趋向自然的舒适环境必然是今后发展的主题。
2．意义：地源热泵技术，是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定的特性,，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方，在夏天还可以将室内的余热转移到低位热源中,达到降温或制冷的目的。地源热泵不需要人工的冷热源,可以取代锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统。冬季它代替锅炉从土壤、地下水或者地表水中取热,向建筑物供暖;夏季它可以代替普通空调向土壤、地下水或者地表水放热给建筑物制冷。同时,它还可供应生活用水，可谓一举三得，是一种有效地利用能源的方式。通常根据热泵的热源（heat source）和热汇（heat sink）（冷源）的不同，主要分成三类：
空气源热泵系统(air-source heat pump)ashp
水源热泵系统(water-source heat pump)wshp
地源热泵系统(ground-source heat pump)gshp
平时还有人把热泵系统按照一次和二次介质的不同，分别叫做：
空气---水热泵系统
范文网
水---空气热泵系统
水---水热泵系统
空气---空气热泵系统
这些都是把热源、热汇以及空调系统的传递介质也包括进来分类形成的。
为了和国际标准接轨，我们还是应该依照国际惯例来命名。在1997年由美国的ashrae（美国采暖、制冷与空调工程师学会）统一了标准术语，无论是wshp、gshp都叫做gshp--地源热泵系统。
另外，为了让我们在学习和讨论中更方便，介绍一些地源热泵室外能量交换系统的概念：
土壤埋管系统----土壤换热器（水平埋管、竖直埋管）
地下水系统
地表水系统
这些都是地源热泵的热源或热汇形式。（具体参见下图）
图.1.1土壤换热器（水平埋管）图
图.1.3 地表水系统图
图.1.4 地下水系统图
二、国内外研究现状及发展趋势
1. 地源热泵的发展历史
2．地源热泵在中国的发展现状及前景：
目前在中国，地下水热泵系统已开始广泛使用，而土壤源热泵系统尚处于研究机构工程摸索和研究阶段。
从有关调查来看，地下水热泵工程真正成功的并不多。原因在于要实现100%的回灌，并回灌到同一含水层，不污染地下水，且能长时间稳定运行，并不容易做到。同时，还出现了大量不进行回灌的热泵工程，更有甚者，出现了直接利用地下水通入风机盘管内进行空调。这样做，一则污染水体，二则浪费水资源。
地源热泵的特点：
地源热泵机组是一种利用可再生能源的高效节能、无污染，既可供暖又可制冷的新型节能环保空调机组，可将广泛存在于河流、湖泊、工业尾水、地下水、或土壤中的低位能转换到室内空间。特点介绍：
技术先进先进的智能微电脑控制，具有故障诊断、能量管理、运行模式等多项控制功能；同时也可实现分户计量收费，用户只需启动按钮，一切操作均由机组自动进行；另外机组独有的冷却水（水源侧）分配技术，可确保每台机组冷却水量分配的均匀。
高效节能采用水作为冷却或加热介质，极大的降低了运行成本，机组运行COP超过6.0, 用户侧出水温度可达60℃，同时空调机组采用清华高科技的控制技术，可以根据房间的实际负荷自动调节输出冷热量，极大的节省了能源和运行费用。
绿色环保采用先进的冷媒控制技术，精确剂量的制冷剂密封在室外主机内，在最大的程度上减少冷媒损耗，有效的避免环境污染。
节约水源采用高效的换热器保证机组能力的充分发挥，水路系统采用清华同方独有的“大温差、小流量”设计原理，并运用高效的水源回灌技术，最大限度的节约水资源。
初投资低与一般的中央空调系统相比，该系统无需考虑制冷机房、锅炉房、空调机房，也无需设置庞大的通风管道，机组安装灵活，在低成本的预算下，大大简化了安装工作，缩短工期，减少成本。
地源热泵空调系统主要是由一下几个部分组成室内机 主要是完成内机与空调房间的换热
室外机 主要是完成内外环境热量的转换
地埋管 主要是完成内机经外机转后后的热量与地下进行交换
经过电话联系，调查与了解xxx大厦地源热泵中央空调打井设计预计方案情况，阐述如下：
1.地源热泵中央空调或钻井厂家：由他们根据自己的设备性能指标（如主机功率设计、埋管间距、管路的设计、PE管设计是单U还是双U、井的回填方式等）及设计院冷热负荷的需求来确定打井的数量，以他们的工作经验平原地区土质为泥沙层利于打井，至于做热估实验他们也认可，可以联系有关部门来做实验报告，但依据热估性实验得出的打井数量与实际是有差距的，必须做出一定的富余量来满足多年的需求。
2.xxxxx工（xx规划建筑设计院xx院长介绍）：分析了关于地源热泵打井的方案设计，如井口间距、井管是单U还是双U、回填方式、主机功率设计等，提出了若提前做热估性实验有可能出现的异议，认为可以做热估性实验，应选出厂家，依据厂家的设计暂估打井端钻多少口井，通过招标可确定单口井的合理价格，然后打两口实验井做热估性实验，根据设计院设计、实验数据、厂家设计井的布局等得出钻井的合理总数量，再计算出打井的总费用，热估性实验的费用包含在打井工程的总费用或地源热泵中央空调系统工程总费用上（在招标时说明）。
3.山东建筑大学xxx院长：以专业的技术理论阐述做热估性实验的必要性，如井的设计深度、井口间距、管道的耐压、管道的布局、管道的连接方式、地质（层）的结构、井的回填材料等，关于做实验井提供了两个方案：1.我们选出厂家，地源热泵中央空调系统工
程总费用包含热估性实验的费用（在招标时说明）。在厂家施工前打
两口实验井做热估性实验，根据设计院设计、实验数据、厂家设计井的布局等得出钻井的合理数量。2.由山东建筑大学xxx院长负责推
荐钻井公司，做热估性实验报告，给出一个建议性的井设计布局、管
道连接方式等设计方案。施工的厂家负责依据该设计方案、xxx大厦
设计院设计负荷要求等深化设计，得出钻井的合理数量。实验费用共
需7万元。
乐清市文化广电新闻出版局：
我方承接的文化公园场地内的地源热泵工程北区块水平管施工在陆续开展，目前遇到流塑性淤泥导致我方无法施工，问题主要体现在以下几点：
1、土方开挖时，挖机下陷（我方已采取铺设铁板方式但无济于事）。
2、土方开挖后短时间内出现塌方，我方无施工时间。
3、土方回填时，淤泥带动水平管上拱比较严重。
鉴于以上问题我方现采取大开挖的形式进行水平管施工（目前已经进场四台挖机进行施工，开挖深度3m，开挖范围附后），工程量增大，费用也随之增加：
1、土方开挖
开挖总工作量：99m×118m×3m=35046m3
扣除我方正常施工应承担工作量（正常施工需开挖13条沟）
1.2m×1.8m×99m×13=2779.92 m3
扣除坟地不开挖工程量：18m×27m×3m=1458 m3
实际增加工程量：35046 m3-2779.92 m3-1458 m3=30808 m3
增加费用：30808 m3×29.82元/ m3=918694.56元（其中：人工费290519.67元，机械费618932.69元）
2、土方回填：
土方回填增加费用：30808 m3×8.78元/ m3=270494.24元（其中：247700.7元，机械费2281.47元）
3、规费
（290519.67+618932.69+247700.7+2281.47）×11.52%=133566.86元
4、税金
（918694.56+270494.24+133566.86）×3.513%=46468.4元
合计增加918694.56+270494.24+133566.86+4648.4=1369224元
以上费用请建设单位尽快给予答复，以便我方开展施工。
浙江昆仑建设集团
乐清图书馆迁扩建、博物馆建设工程
沈阳是中国国家建设最早确定地源热泵试点城市之一,现在地源热泵在沈阳地区的应用已达到5941万平方米,每年能节省137万吨煤炭资源。这个项目可以用来通过浅层地热资源的高效利用,可缓解当前能源压力、大规模的减少温室气体排放,达到节能的目的和减排。
据悉,沈阳1997年开始第一次地源热泵项目,是我国早期浅层地温能开发和利用的城市。国家建设部确定试点城市地源热泵、沈阳在推广应用对地源热泵技术取得了显著的成绩。到目前为止,沈阳地源热泵技术应用面积已达5941万平方米,近三分之一的全市总面积加热,现在的规模应用动量、年BiaoMei能节省吨。沈阳已经清楚地在“四大城市发展空间”3551平方公里范围内,地源热泵的应用与所有条件的地区,并在原理,利用地源热泵技术规划和建设。
据了解, 地源热泵技术可降低人们的推广应用煤、石油等不可再生的资源利用率。在同一时间对热源是属于可再生资源,具有分布广、回收、可用性强、清洁环保的特点,使用起来更加方便安全。所以在应用对地源热泵推广是节约能源和环境保护规划的有效途径。
成都巨源冷暖工程有限公司以强大的系统整合能力为依托，不断与国内外科研机构紧密合作，以技术领先为核心竞争力，不断完善创新，在西南地区率先将毛细管、地源热泵、调湿新风等高新技术引入舒适家居环境系统，打造出恒温、恒湿、恒氧、生态、节能的室内环境系统，形成具有自主特色的舒适家居环境整体解决方案，成为高端空调领域的行业引领者。
成都巨源冷暖工程有限公司业务覆盖：舒适家居环境、私家酒窖、恒温泳池、粮食保鲜储藏等高新尖的特殊冷暖项目。公司开创性的将恒温恒湿技术引入粮食行业，开发出独特的粮食低温保鲜储藏系统，得到了国家粮库的广泛应用，现已成为低温储粮领域的领军企业。
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吉林省图书馆面积5.4万平米，2013年投入使用，冬季采用地源热泵供暖。
共有903口取热井，另有30多监测井，井全部在建筑物的周围，不影响建筑物负重，而且近距离的井可保证热能损耗最低。现采用单一系统，末端用空调系统，自动控温。
中建四冶公司设计。共有四台机组，两台预热，两台供暖，另配有一配电锅炉，很少启动。热泵的造价是三千万，泵出现过几次小故障，问题不大。泵房面积450平米左右，配电间约150平米。
费用：地源热泵需单独的电表，享受国家优惠政策。其中峰
1.75元，平0.95元，谷为0.45元，计算总值后，打五折。三月份：3月3日为451.20兆瓦，3月31日为532.9兆瓦，共用81.7兆瓦。
以2014年2月为例，每月费用计算：
二月份：2月4日峰109.39，平124.34，谷94.73，共计328.462月28日峰145.91，平165.31，谷126.92，共计438.14
经计算后，共计需交电费（（145.91-109.39）*1.75+（165.31-124.34）*0.95+（126.92-94.73）*0.45）*1000=117315
117315*0.5=58657.5元
江 苏
省
水 利
厅
江苏省物价局
江苏省住房和城乡建设厅
苏水资〔2010〕45号
关于印发《江苏省地源热泵系统 取水许可和水资源费征收管理办法》的通知
各市、县水利（务）局、物价局、住房和城乡建设局：
文件
为合理开发利用和保护水资源，促进地源热泵系统健康有序发展，依据国务院《取水许可和水资源费征收管理条例》、《江苏省水资源管理条例》、《江苏省建筑节能管理办法》、《江苏省水资源费征收使用管理实施办法》、《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005和江苏省《地源热泵系统工程技术规程》DGJ32/TJ89-2009等有关规定，结合本省实际，省水利厅、物价局、住房和城乡建设厅联合制定了《江苏省地源热泵系统取水许可和水资源费征收管理办法》，现印发给你们，请遵照执行。
江苏省水利厅 江苏省物价局 江苏省住建厅
二○一○年十月十三日
主题词：水利 地源热泵 取水许可 水资源费 通知 抄送：省政府办公厅，各市、县人民政府。附件：
江苏省地源热泵系统取水许可和水资源费征收管理办法
第一条 为合理开发利用和保护水资源，促进地源热泵系统健康有序发展，依据国务院《取水许可和水资源费征收管理条例》、《江苏省水资源管理条例》、《江苏省建筑节能管理办法》、《江苏省水资源费征收使用管理实施办法》、《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005和江苏省《地源热泵系统工程技术规程》DGJ32/TJ89-2009等有关规定，结合本省实际，制定本办法。
第二条 本办法适用于本省行政区域内地源热泵系统（海水源热泵系统除外）的取水许可管理和水资源费征收工作。
本办法所称地源热泵系统是指以岩土体、地下水或地表水等浅层地热资源为低温热源，由热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热制冷系统。
地源热泵系统分为地埋管土壤源热泵系统、地下水源热泵系统、地表淡水源热泵系统、海水源热泵系统和污水源热泵系统。
第三条 县级以上人民政府水行政主管部门负责本行政区域内地源热泵系统取水许可和水资源费征收管理及取水日常监督管理工作。
县级以上人民政府价格主管部门负责本行政区域内地源热泵系统水资源费的价格管理和监督检查工作。
县级以上人民政府住房和城乡建设行政主管部门负责本行政区域内地源热泵系统建设和运行的监督管理工作。
县级以上人民政府其他有关部门按照职责分工，负责地源热泵系统管理的相关工作。
第四条 地源热泵系统的建设及运行应当严格执行国家和省相关法律法规及标准规范，坚持统一规划、综合利用、注重效益和开发与环境保护并重的原则。
我省鼓励发展污水源热泵系统、海水源热泵系统和地表淡水源热泵系统，限制发展以深层地下水为水源的地下水源热泵系统。
第五条 建设地源热泵系统应当委托有水资源论证资质的单位编制水资源论证报告书，并报经有审批权的水行政主管部门批准。
第六条 地源热泵系统需要直接从江河、湖泊或者地下取水的，建设单位应当向有审批权的水行政主管部门提出取水许可申请，并提交下列材料：
（一）取水许可申请书；
（二）水行政主管部门审查通过的水资源论证报告书；
（三）与第三者利害关系的相关说明或者证明材料；
（四）建设项目选址意见书、建设用地规划许可证以及其它相关立项材料。第七条
地埋管土壤源热泵系统、地下水源热泵系统的建设单位，应当在井孔施工前将下列资料报送水行政主管部门备案：
（一）水文地质勘查报告；
（二）凿井施工方案；
（三）含计量监测设施的管网设计图；
（四）凿井施工单位技术等级证明文件。
上述
（一）、（二）、（三）项资料，应由具备相应资质的单位编制。第八条 有下列情形之一的，水行政主管部门或者住房和城乡建设行政主管部门依据职权不予批准。
（一）项目产权、管理主体不明确的；
（二）在城市、集镇等建筑物密集的地区建设地下水源热泵系统的；
（三）在地下水超采区和地面沉降较重地区建设地下水源热泵系统的；
（四）在饮用水源保护区内建设地源热泵系统的；
（五）地下水源热泵系统的地下水不能全部回灌到同一含水层，井距达不到合理的影响半径，或者回灌可能对地下水造成浪费和污染的；
（六）开式地表淡水源热泵系统的回水可能对地表水环境产生较大影响，或者闭式淡水源热泵系统的地表水体不满足项目设计条件的；
（七）地埋管土壤源热泵系统可能对地下水环境造成较大影响的；
（八）未进行水资源论证或者未办理取水许可审批和凿井备案手续的。第九条 地源热泵系统勘察、设计、施工、监理应当通过招标委托具有相应资质的单位进行，并执行《地源热泵系统工程技术规范》和江苏省《地源热泵系统工程技术规程》。
第十条 地埋管土壤源热泵系统的换热管井孔和地下水源热泵系统热源井的设计、施工，应当同时符合现行国家标准《供水管井技术规范》的规定。
地源热泵系统的传热介质应当采用清洁水。地埋管土壤源热泵系统换热管井孔施工原则上不得凿穿第Ⅱ承压含水层顶板，井孔深度一般不宜超过60米。确需凿穿第Ⅱ承压含水层顶板的，应当按照《供水管井技术规范》的要求采取科学的止水措施，并在水资源论证报告书中论证。
热源井报废的，建设单位应当按照现行国家标准《供水管井技术规范》的要求进行封填。
第十一条 地源热泵系统取水应当按规定安装取水和退水计量设施，并实现水量、水温的实时监测。
地下水源热泵系统应当采取可靠回灌措施，确保置换冷量或热量后的地下水全部回灌到同一含水层，不得浪费和污染地下水资源。
地下水源热泵系统的抽水管和回灌管上均应设置水样采集口及监测口。抽水、回灌过程应当采取密闭措施，禁止将地下水供水管、回灌管与市政供水、排水管道连接。
第十二条 地源热泵系统建成并试运行满30日的，建设单位应当向水行政主管部门报送以下资料：
（一）地源热泵系统的批准或者核准文件；
（二）取水许可申请和凿井批准文件；
（三）地源热泵系统建设和试运行情况；
（四）计量设施、节水设施的建设情况；
（五）试运行期间的取水、退水水量、水温、水质监测结果；
（六）地源热泵系统施工监理单位出具的有关证明材料。
涉及凿井的，建设单位还应当提交水文地质柱状图、电测曲线图、抽水（回灌）试验报告、地下水动态和地面沉降监测设施建设情况等有关资料。
第十三条 水行政主管部门应在接到验收材料后20个工作日内，组织对地源热泵系统的取水工程进行现场核验，出具验收意见；对验收合格的，核发取水许可证。
水行政主管部门参加住房和城乡建设行政主管部门对地源热泵系统施工图设计的审查和竣工验收。
第十四条 地源热泵系统建设单位应当定期向水行政主管部门报送取水工程的取水量、退水量和取水口、退水口的水温、水质情况。取用地下水的，还应当报送水位、回灌量等有关情况。
第十五条 地源热泵系统所在地县级以上水行政主管部门应当定期对地源热泵系统的取水情况进行监督检查，发现未按规定取水的，应当及时责令建设单位限期改正。
地源热泵系统所在地县级以上住房和城乡建设行政主管部门应当加强对地源热泵系统运行情况的监督检查，对违规问题应限期改正。
第十六条 为鼓励地源热泵系统建设，对地源热泵系统的水资源费实行减征和免征：
（一）闭式地表淡水源热泵系统的循环冷却水部分，免收水资源费；循环冷却水的补充部分按实际补充水量征收水资源费。
（二）开式地表淡水源热泵系统，按实际取水量的3%征收水资源费。
（三）地下水源热泵系统实现全部回灌的，按实际取水量减半征收水资源费；不能实现全部回灌的，由水行政主管部门会同住房和城乡建设主管部门责令限期关停，关停前的取水按实际取水量全额征收水资源费。
（四）污水源热泵系统和地埋管土壤源热泵系统免征水资源费。
对被评为国家、省级示范项目和节水水平高的地源热泵系统，建设单位可向水行政主管部门申请从水资源费中给予一定的补助或者奖励。
第十七条 本办法生效前已建的地源热泵系统，不符合国家法律法规和有关规范要求的，由水行政主管部门会同住房和城乡建设行政主管部门按照本办法的规定限期建设单位进行整改。
第十八条 违反本办法规定的，由水行政主管部门、住房和城乡建设行政主管部门和价格主管部门，按照国家和省有关法律法规规定进行处罚。
第十九条 享受水资源费减免政策的地源热泵系统建设单位，在建设和运行地源热泵系统过程中，随意浪费和污染水资源，或者不执行水行政主管部门的相关管理规定的，不予减免水资源费。
2009年12月15日、16日内蒙古闻都置业夏主席、亿正地产齐工、李工、设计院侯云峰以及贝莱特空调吴学华经理等一行多人对赤峰市水源热泵应用情况进行了考察，同时也进行了广泛的交流。
一、赤峰地区水源热泵应用现状
赤峰市应用水源热泵已有多年，应用主要以商业建筑、办公楼为主，住宅应用较少，赤峰市水源热泵设备厂家主要有贝莱特、顿汉布什、克莱门特、格瑞德中兴、清华同方等，其中贝莱特水源热泵项目有市政府、众联广场、内蒙古地勘十院、赤峰博物馆新馆、金狮宾馆、爱美丽商场，顿汉布什水源热泵项目有金钰大都会，克莱门特项目有赤峰市体育局，格瑞德中兴项目有九天国际酒店，清华同方项目有远航水泥厂办公楼等。到目前为止设备使用最长五年，这些厂家设备寿命一般在20年左右。
赤峰是已建成的项目中水源热泵投资比常规热网略低一些，运行费用冬季比常规供热略低，夏季空调费用要低得多，综合考虑运行费用比常规热网低20—30% 左右。
目前根据多家用户实际测试，赤峰市地下水水温冬季为8-9℃，夏季略高。赤峰地区1—4米为土层（粉土），4米以下为砂砾层，由于地下含水层多为砂砾结构，透水性强，回灌水无需加压，该地区井深大约在50—80米左右，水井成本每眼10万元。
二、实际案例
实际案例一
众联广场：总面积70000平米，正在装修，共打12眼井，井深50米，四提八回，提水和回水相互切换，不用洗井，地下水出水温80C，回灌温度30C，选用热泵机组4台，正常运行三台，采暖供水温度400C，回水温度350C。另外设两台换热器（夏季使用），终端设备为组合式空调器和地暖，实测地下室温度120C，地上16--170C，室外温度为-17 0C时日耗电14500度，折合采暖成本为30元/平米。
实际案例二
市政府：总面积80000平米，正常使用，共打16眼井，井深50米，地下水出水温80C，回灌温度30C，选用热泵机组6台，正常运行三台，采暖供水温度430C，回水温度390C。另外设两台换热器（夏季使用），采暖形式为地暖，实测温度地上为170C以上，室外温度为-17 0C时日耗电20000度左右，折合采暖成本为36元/平米。
实际案例三
金钰大都会：总面积75000平米，正在装修，地下水出水温80C，回灌温度30C，选用热泵机组2台，采暖供水温度450C，回水温度400C。另外设两台换热器（夏季使用），采暖形式为风机盘管，实测温度地上16--170C，室外温度为-17 0C时日耗电19000度左右，折合采暖成本为37元/平米。
三、结论
本项目红星美凯龙单体建筑面积60000平米，且四周窗户较少，整体保温性非常好，比较适合采用水源热泵采暖，特别是夏季能耗很低，为正常空调的五分之一，为此我们建议该项目采用水源热泵采暖。
方案如下：
根据同类型项目比对本工程需打12眼井，四提七回，1眼备用，主机四台，另外设两台换热器（夏季使用），终端设备为组合式空调器，总装机容量为1700kw，总投资包括打井和设备费用共计600万元，其中打井费用为120万元，设备费用480万元，另外由于装机容量的增加，配电设备有所增加。如采用热网总费用约为710万元，其中入网费300万元，管网费用50万元，制冷设备360万元。
运行费用：
1、采用热网时冬季制热费用：赤峰市余热的收费标准为商业每月4.8元/平方米，收费面积的计算方法为层高4-5米（含5米）的按正常面积的1.5倍计算，层高5米以上的按正常面积的2倍计算。红星美凯龙的建设面积为60000平方米，层高5米，余热收费为60000×1.5×4.8×6=259.2万元，单位面积运行费用为43.2元。
常规设备夏季制冷费用：约为每平米10元，总计费用约为60万元（每天运行10小时，按90天计算）
2、采用水源热泵费用：根据几家实际运行状况分析，在比
较冷的情况下（零下16度以下）日耗电量应在12500—15000度之间，若按最不利情况考虑，每天耗电为15000度，则冬季费用为219万元。
关键词：复合低温源热泵热水机组市场潜力应用前景
0研究背景
传统的生活用热水装置通常采用电锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉或家用电热水器、燃气热水器及太阳热水器等。这些装置的热效率低，一次能源消耗量大，不利于环境保护。太阳热水器初装费用较高，且受气候及安装条件的影响。热泵能够实现热量由低温向高温的传输，性能系数高。因此，作为热水制备装置，热泵系统得到了越来越广泛地应用。
热泵是通过做功使热量从低温的介质向高温介质流动的装置。热泵与制冷机的工作原理和过程是完全相同的，区别只在于应用的目的不同：制冷机的目的是从低温热源除去热量，或称得到冷量，如家用电冰箱、空调器等；通常称的热泵则以得到较高温度的热量为目的。但如何利用这一技术制取热水，尤其是如何利用空气与太阳辐射作为复合低温源来制取热水，还是一项有待开发和完善的技术。
复合低温源热泵热水机组是利用空气、太阳辐射能等作为低温热源，通过机械做功将这些低温源的热量传输到热水换热器，制取40℃～60℃的热水，其输出功率和输入功率之比（简称COP值）可达到4以上，即制取相同的热水，其耗电量仅是电热水器的1/4。复合低温源可最大限度的提高热泵的COP值，扩大其使用范围和区间。复合低温源热泵热水机组可克服电热水锅炉、燃油热水锅炉及电热水器等能效低、污染重的缺陷，效率大大提高。因此，这一技术节能、环保效益显著，利用再生能源，是能源转换及传输过程中的节能技术及低品位热能利用技术。
热泵的理论基础起源于19世纪关于卡诺循环的论文。直到20世纪20～30年代，热泵设备的开发工作才取得了较快的发展。当时，英国安装了第一台以空气为热源作热水供应和采暖用的热泵。1937年日本在大型建筑物内装备了以泉水为低温热源的热泵空调系统。1950年前后，英美两国开始使用地下盘管吸收地热作为热源的家用热泵的研究工作。由于石油危机的影响，热泵在70年代得到较大的发展。日本、瑞典和法国等国家生产了以室外空气为热源的小型家用热泵。英国和德国开发了与商业和公共建筑的热回收相结合的大型热泵装置。
近年来，我国在热泵技术的应用方面已进入快速发展阶段，尤其是空气源热泵的研究与应用进展较快。国内研究人员对太阳能热泵、水源热泵及地源热泵进行了应用研究和工程示范。这些对推动热泵在建筑供热空调中的应用起到了很好的促进作用。目前，复合低温源热泵供热技术与应用研究刚刚起步。
1研究内容与进展
1.1研发主要内容及方法
1.1.1研发主要内容
我们校企合作主要研究复合低温源热泵热水机组中不同低温热源、热泵主机及热交换器之间的设计优化方法，开发复合低温源热泵系统的应用技术，研制、开发与复合低温源热泵产业化密切相关的商用复合低温源热泵热水机组、家用复合低温源热泵热水器及相关设备等。主要研究内容：
1)复合低温源热泵热水系统的基础研究：不同低温源换热器的设计计算方法及其优化；高温源热泵制冷剂特性研究；复合低温源热泵热水系统的仿真及其优化。
2)复合低温源热泵热水系统的技术开发：太阳能集热器、空气换热器及水－制冷剂热交换器的强化换热技术及其小型化技术；适合热泵热水系统的空调技术的开发。
3)复合低温源热泵热水系统的产业化：适用的家用复合低温源热泵热水器与商用复合低温源热泵热水机组的开发和生产；开发和生产适合复合低温源热泵热水系统的各种换热器；市场的培育和开发。
总体目标：建立和开发热泵主机换热器传热设计计算方法及计算机辅助设计优件；设计、研制复合低温源热泵热水机组样机并鉴定推广；产品通过国家相关行业许可认证并获得相应的专利及知识产权；建设复合低温源热泵热水供应示范工程，并达到比传统的热水供应系统运行费用降低30％以上。
1.1.2研究方法
1）理论研究：在以前研究工作的基础上，提出适合不同低温热源及热水换热系统的热泵设计方法。根据不同的使用条件和应用范围，确定主机的设计选型。通过理论上的改进、对物理现象的深入分析以及计算机模拟的方法，解决好复合低温源热泵热水系统的优化设计问题。
2）实验研究：设计、制作、安装、调试热泵样机。主要包括各种换热器的设计、强化传热及本体的小型化；样机的各种参数测定；主机及其系统的优化设计。
3）工程应用研究与推广：设计、安装复合低温源热泵热水系统示范工程，研究开发相应的配件、设备及施工技术。
1.2研究进展
1.2.1机组构成我们共同研制的第一台空气源热泵热水机组样机已完成。热泵式热水机组是由一个制冷循环组成，包括主机和冷凝器两部分。其中主机部分包括蒸发器、风扇、压缩机及膨胀阀；冷凝器为内放冷凝盘管的保温水箱。参见图1。制冷剂在蒸发器内吸收外部空气的热量，通过热泵循环在冷凝盘管内释放热量，加热水箱内的水。水箱的保温层采用闭孔橡胶海绵或聚氨脂发泡，且具有良好的保温性能。
1.2.2机组特点
1）高效节能：该热水机组以空气为低温热源制取热水，耗电量仅为电加热器的1/3～1/4；同燃煤、油、气热水机组相比，可节省一半以上的运行费用。
2）环保无污染：该系统运行无任何的燃烧物及排放物，是一种可持续发展的环保型的产品。
3）运行安全可靠：整个系统的运行无传统热水器（燃油或燃气或电热水器）中可能存在的易燃、易爆、中毒、短路等危险，是一种安全可靠的热水系统。
4）使用寿命长，维护费用低：该机组的使用寿命长达15年以上；运行安全可靠，并可实现无人操作，全自动智能控制。舒适方便，自动化、智能化程度高，系统采用了自控恒温器，24h提供恒温热水。
5）适用范围广，不受气候影响：该热水机组可广泛应用于住宅、宾馆及公共建筑等场所的大中小热水集中供应系统；该系统的运行不受气候影响，可全天候运行。详见表1。
1.2.3机组测试结果
对研制的机组进行了较为全面的测试。表2为机组的热水供应能力。该机组充分利用环境的热能，为用户提供生活热水。该系统全自动控制、分户计量集中显示，保证了各用户的准确计量收费。如配置保温水箱便可实现低电价时段运行。图2为测得的机组性能曲线。从图中可以看出，随着室外温度的升高，机组的COP值也随之增大。当空气温度在6℃以上时，机组的COP值达到3已上。
2应用前景
作为一种有效的节能绿色产品，复合低温源热泵热水机组将在我国建筑供热系统中发挥越来越重要的作用。复合低温源热泵热水机组能够在我国南、北方广大地区使用。复合低温源热泵热水机组因其具有运行费用低，性能系数高和无污染等优点，在众多的热水制备装置中，它也具有很强的竞争力。因此，作为供热系统的热水制备装置，复合低温源热泵热水机组将得到越来越广泛地应用。复合低温源热泵热水机组有着很大的市场潜力和广阔的应用前景。
复合低温源热泵热水机组作为商品在美国等发达国家已处于成熟期，但在我国才刚刚起步。其中一个重要原因就是我们对复合低温源热泵热水机组的应用研究还不完善，尤其是多种复合低温源对热泵各热交换器的设计、安装及运行影响的研究与总结几乎是空白。我们将及时总结设计、安装和运行调节等方面的实践经验，制定相应的技术措施，做好该项技术的推广应用和技术服务工作，使该供热系统成为安全、可靠、经济、有效的热水供应方式之一。通过工程应用，不断改进产品性能，提高能源利用率。
但同时也应该注意到，复合低温源热泵供热技术使用的材料、设备及相关技术等与传统的制冷空调系统无大的区别，热泵主机、热交换器等设备也可产品由相近的企业加工生产。因此，复合低温源热泵供热技术的应用，将使一批企业投入到这一产业中来。相关材料、设备的产业化，将大大降低复合低温源热泵供热技术的初始投资，进而有效地促进该项技术的普及应用。随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，生活用热水已成为普通百姓的基本需求，热水供应业已成为公共建筑尤其是宾馆酒店的必备系统，市场前景十分广阔。而复合低温源热泵热水机组由于其技术上的优势和节能的优点，将成为中小型热水供应系统的有很强竞争力的选择方案。
参考文献
[1]陆亚俊等《制冷技术与应用》中国建筑工业出版社，1992
