陈晓 张国强 林宣军 林汉柱
摘要：我国南方地区的地表水资源丰富，其中蕴藏着丰富的低位热能，适合于建造地表水源热泵系统。2004年，在湖南省湘潭市城市中心区建造了利用湖水的试验性的开式水源热泵区域供冷供热系统。建造该系统前对运行时湖水水温分布进行了模拟分析。对系统投入运行以来每日的湖水进水温度进行了监测，对湖水源热泵和风冷热泵的能效比进行了测试。测试结果表明，该湖水源热泵的能效比及运行稳定性均优于风冷热泵。
关键词：开式湖水源热泵 应用研究 模拟
1 前言
节能环保的地源热泵技术越来越受到人们的关注。按照ASHRAE handbook规定的标准术语[1]，地源热泵包括土壤源热泵，地下水源热泵和地表水源热泵(Surface Water Heat Pump，SWHP)。土壤源热泵和地下水源热泵在我国已经有一些比较成功的应用，但地表水源热泵的研究和应用还比较少。而我国南方地区的地表水资源丰富，存在着大量的江河湖泊。长江中下游地区、珠江三角洲地区和东南沿海地区的地表水总量在全国地表水总量中所占的比例就将近70%[2]。与空气温度相比，南方地表水水面2 m以下的水温在一天中变化很小，是水源热泵较理想的低位热源。
湘潭城市中心区有面积为56000m2的人工湖，2003年以来，中心区内陆续建成和将要建成市委大楼、市政府大楼、广电中心和大剧院。这四幢建筑相距非常近，都离人工湖不远，适合于建造水源热泵区域供冷供热系统。2004年夏季该系统建成并对市政府大楼和大剧院供冷。本文介绍前期研究工作及系统试运行的测试结果及分析。
2 系统介绍
地表水源热泵分为闭式和开式两种形式。闭式系统将换热盘管放置在湖底或河的底部，通过盘管内的循环介质与水体进行热交换。冬季制热时，一般采用防冻液作为循环介质。这种系统容量一般比较小。在开式系统中，从湖底或河的底部抽水，送入板式换热器与循环介质换热；在冬季水温较高的南方地区，也可以将水处理后直接送入热泵机组，换热后在离取水点一定距离的地点排放。开式系统的换热效率比闭式系统高，初投资低，适合于容量更大的系统，该系统为开式系统。
表1 处理前后的水质对比