3、主要問題及應用現狀

    蒸氣壓縮式熱泵是目前商業化應用最為廣泛的一種熱泵。主要以空氣、水或大地作為低溫熱源。

    3.1空氣源熱泵（AirSourceHeatPump）

    以空氣作為熱源的熱泵稱為空氣源熱泵或氣源熱泵（AirSourceHeatPump，ASHP）。通常制作成能夠供冷、供熱的兩用循環系統。

    ASHP需要依據給定的氣候條件來設計，使其容量及效率在較寬的環境溫度范圍內達到保證。由此，需要在性能上解決這樣一對矛盾，就是當需要供量最大時的空氣源的溫度最低，同時機組的容量及效率也最低。

    此外，ASHP機組需要充分考慮不同循環條件下，節流機構的參數選擇以及室內外兩個換熱器之間的合理匹配問題。以機組生命周期內的總費用最低為目標，作者推薦了以空氣處理參數作為ASHP系統室內外兩個換熱器之間的匹配的原則的方法。

    在確定機組的容量時，對于一般地區而言，由于空調負荷大于采暖負荷，因而，根據空調制冷負荷確定即可。對于寒冷地區用戶，在一定的時間內，空調負荷可能不再大于采暖負荷。在這種條件下，可以根據情況采取兩種處理方法：一是以極端供熱負荷及其對應的環境條件與機組的運行條件確定機組容量；二是仍然以空調制冷負荷確定機組容量，在機組供熱量不能滿足供熱的條件下，采取補充輔助加熱措施。文獻[7]推薦的確定起動輔助加熱措施的條件是“熱泵系統的運行效率約為1.5至2.0”時。

    對于冬冷夏熱的濕熱地區，需要考慮的另外一個問題就是ASHP機組室外側換熱器的結霜以及由此帶來的一系列問題。一般認為，環境溫度在-5~5℃區間，為易結霜區，需要特別關注。

    3.2水源熱泵（WaterSourceHeatPump）

    以水作為熱源的熱泵稱作為水源熱泵（WaterSourceHeatPump，WSHP）。通常以海水、河水、湖水及井水作為低溫熱源。由于水的溫度變化較小，水源熱泵的性能通常要比ASHP的性能好而且穩定。目前，以污水處理場涼水池的水作為低溫熱源的熱泵系統已經在實際工程中采用，而且經濟性能良好。

    以海水、河水或湖水作為低溫熱的熱泵，一方面受自然條件的制約，另一方面，需要在熱泵系統中，采取水處理及防腐措施。

    目前，以井水作為低溫熱源的熱泵系統，是水源熱泵機組和系統研究及應用的熱點。井水特別是深井水，全年溫度基本穩定而且水質良好，是熱泵系統比較理想的低溫熱源，在工程中采用較多。但是這種系統有可能存在回水困難、回水污染及破壞地下水生態資源等環境問題。從可持續發展的角度，這是一種不宜采用的方式。實際上，在許多國家地區，已有相應的法律，禁止采用地下水資源作為熱泵系統的低溫熱源。

    3.3土壤熱源熱泵（SoilHeatPump）

    土壤熱源熱泵（SoilHeatPump，SHP）以大地作為其低溫熱源。通常是將制冷盤管理入地下，盤管與土壤進行熱量交換，熱泵系統自成封閉式系統。根據埋管的形式不同，這種系統又分為橫埋和豎埋（又稱為直埋）兩種方式。

    SHP存在如下不足：

    ①造價昂貴，施工條件苛刻；

    ②可能泄漏，以引起土地污染；

    ③可能引起土地的大面積龜裂。

    在工程上，一個可以借鑒的做法是，把管長約100米、直徑約15厘米的管子作為一組，埋入地下。并通過一組小的內套管將水送到大管子的底部。

    3.4太陽能熱泵（SolarHeatPump）

    太陽能熱泵（SolarHeatPump）以太陽能集熱器作為熱泵系統的低溫溫度。圖3是一種方案的太陽能熱泵系統流程示意。這是一種能夠從更低溫度的環境中有效吸取熱量的系統。在系統做熱泵運行時，儲水槽中的水作為系統的低溫熱源。如果儲水槽容量設計合理的話，即使水溫降低到5℃時，仍然可以有效使用，而且，由于水溫較低，使得太陽能集熱器能夠在較低的溫度下工作，從而增加了它的熱吸收率。

    太陽能熱泵的不足在于它無法同時實現有效制冷循環而成為實際上的單用系統。

    此外，如果太陽能熱泵同時提供生活用熱水的話，需要考慮兩個系統的分配與轉換問題。同時，在高緯度地區使用時，存在生活用水溫度太高的可能性，為此，在系統中必須考慮采取防高溫水灼傷等措施。