热泵水地暖

热泵原理（逆卡诺循环）：

在一个密闭循环空间里的低沸点物质（称为工质）经压缩机压缩成高温、高压气体（状态A）后进入冷凝器，工质在冷凝器内放热后形成高压、低温液体(状态B)，然后经过节流器释放压力形成低温、低压的液体（状态C）进入蒸发器，工质在蒸发器内吸热汽化（状态D）后再进入压缩机。就这样工质在压缩机、冷凝器、节流器、蒸发器四大部件之间不断的循环运行，并在每一个循环过程中完成吸热和放热即热量的搬运过程。

热泵应用：

1、  供热、供热水：如果把工质在冷凝器放出的热量加以收集利用，比如用于常年提供生活热水，即热泵热水器或热泵热水机组；也可用于冬季供暖，并可以根据散热末端构造分为传统的散热器片自然对流供暖、吹热风式的强制对流供暖和新型供暖方式地暖，即热泵水地暖。

2、  制 冷：如果利用工质在蒸发器气化吸热制冷，则有了可常年使用的冰箱以及夏季时用的空调。

3、  热、冷、热水三联供：如果把上述两种利用形式联合起来加以使用，即夏季利用蒸发器的吸热制冷、冬季利用冷凝器的放热供暖和提供生活生活热水，则可以提高设备的利用效率。

4、其他应用：比如 余热回收，对于大型制冷机器如大型冰柜、冷库主要利用的是蒸发器的制冷，如果把工质在冷凝器放出的热也利用起来，比如作为热泵热水器的热源加以利用可提高能源利用效率，为节能减排做出贡献。

热泵特点：

1、  环保：系统没有使用任何化石燃料，只是使用了电能驱动压缩机做功，所以没有任何污染。密闭系统内的工质具有不同的沸点和可压缩性，即相同条件下的汽化温度和冷凝温度不同，环保性能也不同。传统空调用的Ｒ22将被性能优异、环境友好的新型的工质取代。

2、  节能：热泵的节能已经被广大消费者所接受，节能原理通俗的讲是通过系统（即热泵）搬运热量，而不是电热转换过程，热泵本身能耗只是压缩机做功的电力能耗，所以衡量热泵效率的指标不是常规的电热转换效率而是能效比，所有热泵系统的能效比全年平均应在2以上，即用1度电能可产生2度以上的能量。

热泵（水地暖）分类：

根据工质在蒸发器吸收热量的热源不同，热泵又可细分为空气源、水源和地源（也有人叫土壤源）。有人把空气源又叫空气能，即从空气中提取热量；提取水里热量的热泵叫水源热泵，又分为浅层地表水、河湖海水、污水等；地源则是把大地作为热交换器，往地下导入U型管，往管内注入自来水（也有的往水中加入乙二醇以降低冰点，不过一旦泄漏将会污染环境，应慎用），水在管内经过一个循环即完成了与土壤的热交换。

热泵与地暖的结合始于2002年，是清华大学热能系李元哲教授的发明，清华索兰组织了技术转化，通过了建设部组织的技术鉴定，并申请了地板空调专利。2007年国家发改委节能服务产业委员会推荐为建筑节能产品。

以热泵为供热热源，以地面水盘管所为散热末端的供暖形式叫热泵水地暖，又可细分为空气源热泵水地暖、水源热泵水地暖和地源热泵水地暖。尽管不同热泵形式的基本原理是相同的，但究竟应该采取何种热泵地暖形式，应结合地域、资源、用途进行科学的分析和选择。

1、  地源热泵水地暖：它的最大好处是可保持系统的稳定，因为冻土层以下的地温梯度基本不随季节变化，水在经过U型管后的温度也基本可以保持常年不变。但是它最大的缺点是要有充足的土地可以打井下管，另外地质情况直接影响传热效果，要了解清楚。另外如果大面积使用地源热泵只用于供暖，冬天从地下取热夏天不补，长期使用也可能会影响整个地层的温度场，以至于多年后影响供热效果。但要分析清楚再下结论。

2、  水源热泵水地暖：地下水资源丰富而又能完全回灌且没有污染水源是前提条件。这在我国北方很多城市有限制，北京市一度大力提倡的水源热泵事实上是值得以严谨的科学态度进行技术评价的。而其他水源的热泵应在确保水源稳定、温度合适、水质不会影响系统安全等条件下选择。

3、  空气源热泵水地暖：三种热泵地暖形式中最早应用于供暖工程的系统。空气源热泵的最大优点是空气不受地缘限制，热泵本身也不会污染空气。但它的缺点是空气温度受地域和季节影响较大，不能用于严寒的北方如哈尔滨的冬季供暖。经过多年的技术研发和实施应用，清华索兰空气源热泵水地暖系统攻克了低温运行、除湿除霜等技术壁垒，在辽宁省的鞍山市已安全运行了5个冬季（最低温度达到 -23℃），在大连市的单体最大工程1万平米办公楼用了三个冬季，均没有电补。在北京及以南的全国各地均有大量的工程应用案例，节能效果显著。同时在三种热泵中初投资最少、系统设备占地面积最小，比其他两种热泵形式的动力消耗少，北京地区三种热泵的全年运行费用基本相当，而在北京以南的地区空气源热泵具有明显的运行成本优势。

总之，上述三种热泵水地暖形式各有优缺点，选择应该因地制宜。但热泵共同的特点是节能和夏天可以制冷、冬季可用于供暖、可以全年提供生活热水。而系统设备初投资比较大是热泵的不足，如果利用热泵系统仅是冬季供暖，设备的利用效率就比较低，这时就应该和其他供暖方式进行综合比较后再做决断，否则也是一种投资和资源的浪费。

另外，选择了热泵形式只是解决了热源问题，而冬季供暖的散热末端无疑选择地板采暖是最为科学的。一是地面辐射供暖形式本身的节能，在其他所有条件相同的情况下选择地暖可以节能10-20%；二是舒适，热从脚下生（升）符合人体生理机能需要；三是热泵水地暖的效率高，如果用于热风强制对流供暖，热泵出水温度要求要高，热泵的能效比会降低，而热泵水地暖的水温要求低，热泵系统的能效比高，不仅节约了能源，延长了压缩机寿命，而且低温热水不容易在地暖管内产生水垢。当然从传热的角度考虑，散热面积会越大越好，所以水地暖系统末端如果采用普来福公司开发的毛细管网，用于供热、制冷的毛细管网内水温与室内温差可以更低，节能效果会更加明显。同时还可以根据不同要求做成冷热末端一体化，置于如墙壁、立柱、做成冷热幕等多种形式。

最后，与其他所有供热系统一样，热泵水地暖的系统控制不仅决定地暖能否正常运行，也是能否达实现节能最大化的最重要原因之一，应引起重视。