水源热泵与未利用能

在全国的总能耗中，民生用采暖、空调耗能比例逐年增长。目前，采暖、空调存在能效低、恶化城市大气环境质量等问题，以低温、空调方式，具有耗能少，不污染利用方式，如水源热是一种较理想的采暖、空调方式，具有耗能少，不污染环境等优点，符合可持续发展的要求。中国工程院能源与矿业学部，东北电力集团总工黄其励院士提出了《关于城市小区热、电、冷三联供技术》咨询项目。通过实验论证了以热电厂冷却循环水、矿井水为热源的水源热泵采暖空调系统的可行性，经济性和节能性；提出了发展热、电、冷三联供的咨询报告。
一、未利用能及利用方式
《未利用能》指的是还没有利用的能，它不等同于余热、废热。表1为未利用能的分类。未利用大至分为自然类和城市基础设施（人工类），若按温度高未利用能的分类 表1

能源

温度分类

自然类

地热

中温-高温

温泉

中温

河水、海水、湖水、地下水

低温

城市基础设施（人工类）

清扫工厂、工业废弃物、下水污泥

高温

工场、发电厂

低温- 高温

下水、变电站

地下送电电缆、地下铁

地下室、冷冻仓库、游泳池

冰场、公共浴室

低温

低区分，可分为低温、中温和高温。低温指的是数℃～40℃接近环境温度的热源，可利用的能量是温差显热。中温是从数拾℃的燃烧气体等的热源，可利用发生蒸汽的潜热。图1表示低温热源的利用方式。民用设施上利用低温热能的方式大致分为，（a）热泵，（b)直接利用，采暖、生活热水需要40℃以上温度的热能，因此，必须采用热泵，除使用制冷机（或热泵）制冷之外，直接将冷水流过空气冷盘管也可实现制冷，此时，由于冷却盘管出日空气的温度为16~19℃，因此，可利用的最高温度为15一18℃，它比空调用冷水（5一7℃）高，其除湿能力较小，为了扩大低温热的利范围，在使用热泵的条件下，有时还必须投入补助能源。因此，评价其节能效果时，不仅要了解贮存热量的多少，还应符合热力学第二定律。图2表示直接或间接利用中温热进行采暖、生活热水的方式，制冷使用吸收式制冷机。利用中温热能时，贮热量直接和一次能的减少率相关，因此，仅用热量就进行评价。图3表示垃圾焚烧：热等的高温热能利用方式。即，首先利用高温高压蒸汽发电，然后，直接或间接地利用抽气或排气蒸汽进行采暖、行活热水和空调。

地球环境问题，城市大气环境污染问题，能源供应不足问题等可持续发展促进了国家和各级政府关心、重视未利用能源的问题。随着经济发展和人民生活水平的提高，民用能源的需求量不断提高，大部分民用能源并不要求高温热源。这就为未利用能源的利用提供了机会。
现在，未利用能源的利用是大家经常讨论的课题、国家的有关法律，如节能法都予以支持、鼓励。
二、以电厂冷却循环水为热源的水源热泵采暖空调系统。
1、水源热泵系统
水源热泵是一个双管封闭的水系统，并联连接住宅建筑中每户的热泵机组，从而构成一个中央采暖和空调系统。这个水源热泵系统的理想正常运行温度（指热泵进水温度）为15℃到35℃之间。冬天，如果水源的水温低于15℃时，则必须由辅助和热器向系统加入热量，以维持水温达到最低温度15℃。反之在夏季，当水系统水温升达35℃以上时，多余的热量需要通过排热设施或冷却塔排放到室外。综上所述，水源热泵空调系统一般由开式冷却塔、换热器、双管封闭水系统、热泵、循环和补助热装置等组成。