水源熱泵是以水為介質(zhì)來提取能量實現(xiàn)制熱和制冷的一個或一組系統(tǒng)。針對水源熱泵機組，就是通過消耗少量高品位能量，將地表水中不可直接利用的低品位熱量提取出來，變成可以直接利用的高品位能源的裝置。水源熱泵是利用太陽能和地?zé)崮軄碇评洹⒐?，?yīng)該說其屬熱泵中“地源熱泵”的一種。 經(jīng)過嚴(yán)格測試及不同地區(qū)熱泵的應(yīng)用實例測算，水源熱泵制熱的性能系數(shù)在3.1—4.7之間，制冷的性能系數(shù)在3.5—6.7之間。
地球表面淺層水源（如深度在1000米以內(nèi)的地下水、地表的河流、湖泊和海洋）吸收了太陽進入地球的輻射能量，這些水源的溫度一般都十分穩(wěn)定。水源熱泵機組工作原理就是在夏季將建筑物中的熱量轉(zhuǎn)移到水源中，由于水源溫度低，所以可以高效地帶走熱量，而冬季，則從水源中提取能量，由熱泵原理通過空氣或水作為制冷劑提升溫度后送到建筑物中。通常水源熱泵水泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量。 水源熱泵根據(jù)對水源的利用方式的不同，可以分為閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)兩種。閉式系統(tǒng)是指在水側(cè)為一組閉式循環(huán)的換熱盤管，該組盤管一般水平或垂直埋于湖水或海水中，通過與湖水或海水換熱來實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移（該組盤管直接埋于土壤中的系統(tǒng)稱為土壤源熱泵，也是地源熱泵的一種）；開式系統(tǒng)是指從地下或地表中抽水后經(jīng)過換熱器直接排放的系統(tǒng)。水源熱泵無論是在制熱還是制冷過程中均以水為熱源和冷卻介質(zhì)，即用切換工質(zhì)回路來實現(xiàn)制熱和制冷的運行。然而，更為方便的是由水回路中的三通閥來完成。雖然在水源熱泵系統(tǒng)中水源直接進入蒸發(fā)器（制冷時為冷凝器），在某些場合，為避免污染封閉的冷水系統(tǒng)（通常是處理過的），需間接地用一個換熱器來供水；另一種方法是利用封閉回路的冷凝器水系統(tǒng)。水作為熱泵制熱、制冷過程的介質(zhì)，滿足以下兩個條件即可利用:一是水的溫度在7℃～30℃之間，二是水量要充足。水源水可以是各種工業(yè)用廢水、生活用水、海水、江、河水等，甚至是各種工業(yè)余熱。提取水中的熱（冷）量比較簡單易行的方式是打井，利用井泵提取地下水作為循環(huán)介質(zhì)。冬季時，以地下水為“熱源”，源源不斷的將7℃以上的地下水通過熱泵機組的蒸發(fā)器提出大約4℃以上的熱量，使其降至3℃再注回地下，水在地下滲流過程中又吸收地下熱量，溫度又升至7℃以上，然后又被提升上來，如此不斷循環(huán)，機組吸收的熱量再被機組的冷凝器釋放出來，用以加熱供暖的水系統(tǒng)，使供水溫度可達55℃以上，此溫度成為空調(diào)供暖（國家標(biāo)準(zhǔn)45℃）的合適溫度；夏季時，利用地下水（水溫低于14℃）做冷卻水，而常規(guī)制冷設(shè)備是利用冷卻塔循環(huán)冷卻，水溫一般都在30℃～40℃,夏季的地下水只有14℃～18℃，要比循環(huán)冷卻水溫度低于16℃～22℃，從而提高了機組的工作效率，達到了節(jié)能、降耗的作用。過渡季節(jié)，應(yīng)用中央空調(diào)可以考慮將地下水抽取上來直接作為冷媒輸入系統(tǒng)，不需要機組開機運行，可以節(jié)省大量的能源。
地表土壤和水體不僅是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽輻射能量，比人類每年利用能量的500倍還多（地下的水體是通過土壤間接地接受太陽輻射能量），而且是一個巨大的動態(tài)能量平衡系統(tǒng)，地表的土壤和水體自然地保持能量接收和發(fā)散的相對的均衡。這使得利用儲存于其中的近乎無限的太陽能或地?zé)崮艹蔀榭赡堋Ｋ礋岜脵C組以水為載體，在冬季采集來自湖水、河水、地下水及地?zé)嵛菜踔凉I(yè)廢水、污水的低品位熱能，取得能量供給室內(nèi)取暖；在夏季把室內(nèi)的熱量取出，釋放到水中，以達到夏季空調(diào)供冷的目的。由于水源熱泵技術(shù)利用地表水作為空調(diào)機組的冷熱源，所以其具有以下優(yōu)點：
1） 環(huán)保效益顯著 水源熱泵是利用了地表水作為冷熱源，進行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。供熱時省去了燃煤、燃?xì)?、然油等鍋爐房系統(tǒng)，沒有燃燒過程，避免了排煙、排污等污染；供冷時省去了冷卻水塔，避免了冷卻塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以說，水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)。
2） 高效 水源熱泵機組可利用的水體溫度冬季為12~22℃，水體溫度比環(huán)境空氣溫度高，所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高。而夏季水體為18~35℃，水體溫度比環(huán)境空氣溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，使得冷卻效果好于風(fēng)冷式和冷卻塔式，機組效率提高。據(jù)美國環(huán)保署EPA估計，設(shè)計安裝良好的水源熱泵，平均來說可以節(jié)約用戶30~40%的供熱制冷空調(diào)的運行費用。
3） 節(jié)能 水源熱泵使用的電能本身為一種清潔的能源，但在發(fā)電時，消耗一次能源并導(dǎo)致污染物和二氧化碳溫室氣體的排放。設(shè)計良好的水源熱泵機組，與空氣源熱泵相比，相當(dāng)于減少30%以上的電力消耗，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70%以上的電力消耗。所以，水源熱泵在節(jié)能的同時還減少和降低了發(fā)電時一次能源消耗過程中產(chǎn)生的污染排放和溫室效應(yīng)。
4） 應(yīng)用范圍廣 可廣泛的應(yīng)用于賓館、辦公樓、學(xué)校、商場、別墅區(qū)、住宅小區(qū)的集中供熱制冷，以及其它商業(yè)和工業(yè)建筑空調(diào)，并可用于游泳池、乳制器加工、啤酒釀造、冷軋鍛造、冷庫及室內(nèi)種植和恒溫養(yǎng)殖等行業(yè)上。
5） 一機多用 利用一套設(shè)備即可供冷，又可供熱。對空調(diào)系統(tǒng)來說，一臺熱泵提供兩種熱源，可節(jié)省一次性投資，其總投資額僅為傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的60%，并且安裝容易，安裝工作量比其他空調(diào)系統(tǒng)少，安裝工期短，更改安裝也容易。
6） 自動化程度高 水源熱泵機組由于工況穩(wěn)定，所以可以設(shè)計簡單的系統(tǒng)；部件較少，自動控制程度高。
7） 沒有任何污染 水源熱泵技術(shù)采用的制冷劑，可以是R22或R134A、R407和R410A等替代共質(zhì)。水源熱泵機組的運行沒有任何污染，沒有燃燒，沒有排煙，不產(chǎn)生任何廢渣，廢水、廢氣和煙塵，使環(huán)境更優(yōu)美?？梢越ㄔ煸诰用駞^(qū)內(nèi)，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。
8） 運行穩(wěn)定、可靠，維護方便 水體的溫度一年四季相對穩(wěn)定，其波動的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的變動，是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源。水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、更穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟性，不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點問題。由于系統(tǒng)簡單，機組部件較少，運行簡單、穩(wěn)定，相對來說維護費用要低得多，使用壽命可長過20年以上。
地下水系統(tǒng)（開環(huán)）以地球作為自然熱源及冷源的應(yīng)用已近40年，地下水系統(tǒng)經(jīng)取水井從地表土壤層中吸取熱量，與熱泵機組的熱交換器中的制冷劑進行熱交換，然后由回水井回到取水土壤層或排放到地下水補給源。不管外界是熱是冷，地下水的溫度保持非常穩(wěn)定（通常冬下溫差1°C之內(nèi)），所以您的機組會保持極好的高效運行，不管外界氣溫如何。
