文献综述

一、引言

1824年，法国科学家卡诺第一次在论文中提出了”卡诺循环”理论，这就是热泵技术的理论起源。1852年，英国科学家开尔文又提出，冷冻装置可以被用于加热，将逆卡诺循环理论应用于加热的热泵。开尔文是第一个提出正式的热泵的人，当时人们称热泵为”热量倍增器”。此后，许许多多的科学家和工程师都对热泵研究投入了无比的热情。1912年，瑞士的苏黎世成功的安装了一套热泵设备，这套设备以河水作为低位热源，用于供暖，这是世界上第一套热泵系统，也是最早期的水源热泵系统^[1]。20世纪40年代到50年代，热泵工业快速发展，到70年代进入黄金时期，热泵技术持续发展，用途不断拓展，在能源节约和保护环境方面都发挥了巨大作用。水源热泵是热泵的一种，从湖泊，河流，水井中抽取地下水作为冷源或热源，制取冷（热）风或冷（热）水。

二、水源热泵机组的原理

水源热泵机组就是应用热泵原理，通过输入少量的高品位能源，例如电能，利用河流湖泊，水井地下水^[2]等水源中的低品位能源，从而实现低温位热能向高温位热能的转移。水源热泵的循环是可逆的，当热量从水源转移到空间时，热泵是在制热，反之，热量从空间转移到水源，即是制冷^[3]。

图1. 水源热泵工作示意图

三、水源热泵的发展历程

3.1国外水源热泵发展状况

近十几年来，国外水源热泵商业应用发展迅速，比如美国成立了美国地源热泵协会^[4]，其成员包括美国能源环境研究中心，爱迪生电力研究所，美国地下水资源联合会，以及许多的地源热泵设计公司，制作销售公司，还有建筑商和政府机构等等^[5]。美国研究水源热泵，更注重住宅和小型商业的应用，而且多采用水-空气系统。大型建筑中，美国更多的应用水环热泵系统。相比之下，中欧、北欧则主要利用浅层地热资源，比如瑞典、德国、奥地利等国家^[6]。

3.2 国内水源热泵发展状况