地表水源熱泵系統(tǒng)宏觀上由三個子循環(huán)系統(tǒng)組成，即地表水循環(huán)統(tǒng)、中介水循環(huán)系統(tǒng)、末端水循環(huán)系統(tǒng)。
系統(tǒng)的主要設備包括地表水泵、疏導式換熱器、中介水循環(huán)泵、熱泵機組、末端循環(huán)泵。
系統(tǒng)的工作流程如圖所示：
首先，2.5℃左右的地表水經(jīng)過泵提升，在無堵塞高效換熱技術條件下進入疏導式取熱設備進行換熱，將一定溫差范圍內(nèi)（3℃左右）的溫差熱量傳遞給清潔水，
再以-0.5℃左右排放至下游水源處，實現(xiàn)地表水循環(huán)。
然后，0.5℃左右的清潔水經(jīng)中介泵輸送，在配置合理有效狀態(tài)下進入熱泵機組進行釋熱，將從地表水那里獲取的熱量傳遞給熱泵機組，再以-3.5℃左右再次進
入疏導式取熱裝備進行吸熱，形成封閉循環(huán)，即中介循環(huán)。
最后，40℃左右的末端系統(tǒng)水經(jīng)末端泵輸送，同樣在配置合理有效狀態(tài)下進入熱泵機組進行換熱，將熱泵機組從低溫那里轉(zhuǎn)化來的高溫熱量吸收，再以47℃左右
進入末端散熱設備將熱量釋放給建筑空間，實現(xiàn)末端循環(huán)。
目前已有的地表水源熱泵系統(tǒng)包括：海水源熱泵系統(tǒng)、江河湖水源熱泵系統(tǒng)、人工冷熱源池熱泵系統(tǒng)、寒區(qū)低溫水源熱泵系統(tǒng)等。
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