水源熱泵根據(jù)水來源不同(如：地?zé)崴�、地下水、地表水、河川水、海水�?，可分為：地?zé)崴礋岜茫叵滤礋岜�，地表水水源熱泵，河川水水源熱泵，海水水源熱泵等。本文將近年來我國水源熱泵方面的一些主要的研究現(xiàn)狀進行介紹并指出有待進一步開發(fā)研究的方向。
地下水水源熱泵的經(jīng)濟性是決定地下水水源熱泵能否得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一。根據(jù)對寧波市某一空調(diào)面積為72132m2 的實際工程分別采用地下水水源熱泵和溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)的經(jīng)濟性比較得出，采用地下水水源熱泵系統(tǒng)比溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)單位面積初投資可節(jié)省75132 元/m2，制冷總運行費減少451.5%，供暖總運行費減少35.5%。而在湖南地區(qū)氣候條件下，由投資及運行費用折合成的現(xiàn)值成本作為比較依據(jù)，對地下水水源熱泵機組、風(fēng)冷熱泵機組、溴化鋰直燃機組、水冷冷熱水機組+ 燃油熱水鍋爐這四種不同的系統(tǒng)的經(jīng)濟性進行比較的結(jié)果表明：在給定的建筑面積和冷負荷條件下，地下水水源熱泵機組的現(xiàn)值成本比其它三種系統(tǒng)都要小20%以上，其中，溴化鋰直燃機組的現(xiàn)值成本最高，同時，隨著空調(diào)面積從10000m2 增大到80000m2，風(fēng)冷熱泵的現(xiàn)值成本增加最快。
深井蓄熱型地下水熱泵系統(tǒng)是對地下水水源熱泵系統(tǒng)的一種改進。該系統(tǒng)采用冬灌夏用、 夏灌冬用的地下水使用技術(shù)，在供冷時，冷水井為抽水井，熱水井為回灌井，而在供熱時，則以熱水井為抽水井，冷水井為回灌井，這樣，利用深井地下水的蓄熱特性，就可以將熱泵供冷時冷凝器產(chǎn)生的熱量蓄藏于熱水井中供供熱時使用,而將供熱時蒸發(fā)器產(chǎn)生的熱量蓄藏于冷水井中供供冷時使用，如此可充分利用熱泵產(chǎn)生的冷量和熱量。計算表明，在標(biāo)準空調(diào)工況下，該系統(tǒng)比常規(guī)地下水熱泵系統(tǒng)節(jié)能20% ~ 30%，同時該方法還可有效控制地面沉降問題。
在相關(guān)文獻給出的井水與土壤間傳熱數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，對地下水水源熱泵系統(tǒng)在冬季工況進行了數(shù)值模擬的結(jié)果表明，當(dāng)井水溫度達到一定程度時，井水與土壤間的換熱基本達到平衡，此時熱泵的取熱量都是從井周圍的土壤中獲得的,而井水與土壤間的換熱主要依賴兩個因素：井內(nèi)水的流動強弱和井水與周圍土壤間溫差的大小;同時，井的結(jié)構(gòu)尺寸( 如：深度和直徑) 對取熱量有很大的影響，在制熱量確定時，井的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)與之相匹配; 此外，不同的運行方式和時間對井水溫度和取熱量也有不同的影響。此外，關(guān)于水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計的應(yīng)用程序也有相關(guān)介紹。
低溫地?zé)崴礋岜孟到y(tǒng)一般有三種不同的應(yīng)用方案：單獨作供暖用，供暖與供生活熱水兼顧，供暖、供生活熱水與夏季空調(diào)兼顧。比較這三個方案可以發(fā)現(xiàn)，方案三既有供暖，又有生活熱水供應(yīng)，同時還兼顧夏季空調(diào)，運行成本最低，投資費用處在方案一和方案二之間，是三者當(dāng)中的優(yōu)選方案。
針對地?zé)崴疁囟雀�、腐蝕性強、礦化度高等特點，可以考慮使用井下?lián)Q熱器技術(shù)來利用地?zé)崴疅崮?其優(yōu)點是：只取熱，不取水，對環(huán)境的影響小，不會引起地面沉降和地震危險。但與此同時,也就對井下?lián)Q熱器部分的防腐提出了很高的要求。另外，針對地?zé)崴礋岜孟到y(tǒng)的特點，應(yīng)對系統(tǒng)中板式換熱器進行優(yōu)化設(shè)計。目前已有研究分析了板片材料、單片面積、流程、流道、流體速度等選取的原則，并在綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境效益及節(jié)能的基礎(chǔ)上，提出了一種板式換熱器計算機優(yōu)化算法。這些可在今后板式換熱器設(shè)計選用中作為參考依據(jù)。
另外，近年來關(guān)于水源熱泵系統(tǒng)的新工質(zhì)也有不少研究。在大量計算的基礎(chǔ)上，有學(xué)者提出一種低環(huán)害非共沸二元混合工質(zhì)應(yīng)用于低溫及中高溫地?zé)崴礋岜孟到y(tǒng)中，并結(jié)合實驗給出了該系統(tǒng)運行中EER 等重要參數(shù)的數(shù)據(jù)及變化曲面，不僅證明了該混合工質(zhì)優(yōu)秀的循環(huán)性能，并有利于該系統(tǒng)進行智能控制，為該項技術(shù)在實際工程中的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。遺憾的是，關(guān)于該種二元混合工質(zhì)的具體成分及實驗配比尚缺少詳細的介紹。
水源熱泵機組工況參數(shù)的確定以及性能的適用性直接關(guān)系到水源熱泵系統(tǒng)的全年正常運行和能量消耗，但是目前我國還沒有具體的標(biāo)準可循。由于水源熱泵是采用井水、地?zé)崴�、湖泊水、河流水、生活及工業(yè)廢水等作為熱源，而地下井水溫度一般為8 ~ 20℃ ，河湖地面水溫度一般為0 ~24℃ ，地?zé)崴疁囟纫话愣荚?0~45 ℃以上，其溫度范圍有較大差異，將其籠統(tǒng)納入一個標(biāo)準是否合適也值得進一步研究討論。同時，在水源熱泵系統(tǒng)中，不同的換熱方式、不同的換熱器形式對整個系統(tǒng)影響尚缺少詳細的比較。此外，不同地區(qū)、不同深度的地下水水溫不同，它們對系統(tǒng)各部分的工況以及系統(tǒng)整體性能的影響目前還沒有很詳細的研究。同時，如何實現(xiàn)水源熱泵機組的各部分優(yōu)化匹配也需要進行更詳細的研究。
在以往的熱泵中，一般都采用R22 作為制冷劑，而根據(jù)蒙特利爾議定書，作為中間替代物的R22 也將于2010年禁止使用。所以，應(yīng)該考慮采用新的工質(zhì)如：R134a，R407c，R410A，混合工質(zhì)(HCFC-123/HFC-134a) 以及天然工質(zhì)CO2在熱泵中的應(yīng)用，以進一步提高熱泵的工作及環(huán)保性能。受到不同地區(qū)、不同用戶及國家能源政策、燃料價格的影響，水源的基本條件的不同，水源熱泵的一次性投資及運行費用會隨著用戶的不同而有所不同。雖然總體來說，水源熱泵的運行效率較高、費用較低，但與傳統(tǒng)的空調(diào)制冷取暖方式相比，在不同的地區(qū)不同需求的條件下，水源熱泵的投資經(jīng)濟性會有所不同。如果能夠?qū)λ礋岜眠m用的各個主要地區(qū)進行詳細的經(jīng)濟性分析，將對水源熱泵的推廣使用起到積極的作用。
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