地源熱泵技術(shù)是一項(xiàng)值得大面積推廣的建筑供能技術(shù)。地源熱泵是一種利用淺層和深層的大地能量，包括土壤、地下水、地表水等天然能源作為冬季熱源和夏季冷源，然后再由熱泵機(jī)組向建筑物供冷供熱的系統(tǒng)，是一種利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空調(diào)系統(tǒng)。

地源熱泵分類

地源熱泵按能源來源分類：

（1）地下土壤熱交換器地源熱泵系統(tǒng)

（2）地下水熱泵系統(tǒng)

（3）地表水(湖水、河水、污水及海水)熱泵系統(tǒng)

地源熱泵應(yīng)用方式

地源熱泵的應(yīng)用方式從應(yīng)用的建筑物對(duì)象可分為家用和商用兩大類，從輸送冷熱量的方式可分為集中系統(tǒng)、分散系統(tǒng)和混合系統(tǒng)。

家用系統(tǒng)：

使用的熱泵、地源和水路或風(fēng)管輸送系統(tǒng)進(jìn)行冷熱供應(yīng)，多用于小型住宅，別墅等戶式空調(diào)。

商用系統(tǒng)：

使用的熱泵、地源和水路或風(fēng)管輸送系統(tǒng)進(jìn)行冷熱供應(yīng)，多用于辦公大廈和商場(chǎng)超市等。

集中系統(tǒng)：

地源熱泵布置在機(jī)房?jī)?nèi)，冷氣和熱能集中通過風(fēng)道或水路分配系統(tǒng)送到各房間。

分散系統(tǒng)：

單獨(dú)使用自己的熱泵機(jī)組調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度。一般用于辦公樓、學(xué)校、商用建筑等此系統(tǒng)可將用戶使用的冷熱量完全反應(yīng)在用電上，便于計(jì)量，適用于目前的獨(dú)立熱計(jì)量要求。

混合系統(tǒng)：

將地源和冷卻塔或加熱鍋爐聯(lián)合使用作為冷熱源的系統(tǒng)，混合系統(tǒng)與分散系統(tǒng)非常類似，只是冷熱源系統(tǒng)增加了冷卻塔或鍋爐。（南方地區(qū)，冷負(fù)荷大，熱負(fù)荷低，夏季適合聯(lián)合使用地源和冷卻塔，冬季只使用地源。北方地區(qū)，熱負(fù)荷大，冷負(fù)荷低，冬季適合聯(lián)合使用地源和鍋爐，夏季只使用地源。這樣可減少地源的容量和尺寸，節(jié)省投資。分散系統(tǒng)或混合系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一種水環(huán)路熱泵空調(diào)系統(tǒng)形式。

地源熱泵系統(tǒng)的形式

地源熱泵系統(tǒng)按照室外換熱方式不同主要有三類形式：

1、地耦管系統(tǒng)該方案只需在建筑物的周邊空地、道路或停車場(chǎng)打一些地耦管孔，室外水系統(tǒng)注滿水后形成一個(gè)封閉的水循環(huán)，利用水的循環(huán)和地下土壤換熱，將能量在空調(diào)室內(nèi)和地下土壤之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。故該方案不需要直接抽取地下水，不會(huì)對(duì)本地區(qū)地下水的平衡和地下水的品質(zhì)造成任何影響，不會(huì)受到國(guó)家地下水資源政策的限制。

2、地下水系統(tǒng)項(xiàng)目四周假如有可利用的地表水，水溫、水質(zhì)、水量符合使用要求，則可采用開式地表水換熱方式，即直接抽取地表水，將其通過板式換熱器與室內(nèi)水循環(huán)進(jìn)行隔離換熱，可以避免對(duì)地表水的污染。此種換熱方式可以節(jié)省打井的施工費(fèi)用，室外工程造價(jià)較低。

3、地表水系統(tǒng)項(xiàng)目四周假如有可利用的地表水，水溫、水質(zhì)、水量符合使用要求，則可采用拋放地耦管換熱方式，即將盤管放入河水中，盤管與室內(nèi)循環(huán)水換熱系統(tǒng)形成閉式系統(tǒng)。該方案不會(huì)影響熱泵機(jī)組的正常使用；另一方面也保證了河水的水質(zhì)不受到任何影響，而且可以大大降低室外換熱系統(tǒng)的施工費(fèi)用。

地下水水源熱泵

地下水源熱泵以地下水作為冷熱“源體”，在冬季利用熱泵吸收其熱量向建筑物供暖，在夏季熱泵將吸收到的熱量向其排放、實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物供冷。

用地下水源熱泵機(jī)組作冷/熱源時(shí)，主機(jī)采用地下水源熱泵，夏季用地下水作為冷卻水使熱泵制冷承擔(dān)室內(nèi)的空調(diào)負(fù)荷，冬季用地下水作為熱源使熱泵制熱向整個(gè)建筑物供暖，過渡季直接將地下水在風(fēng)機(jī)盤管中循環(huán)進(jìn)行降溫。采用深井回灌技術(shù)對(duì)地下水實(shí)行保護(hù)性利用，可在建筑物周圍開掘多口既能抽取又能回灌的深井，運(yùn)行時(shí)為一抽兩灌，每周倒換一次。這樣省去了冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng)，即保持建筑整體美觀，又不改變建筑物周圍的微氣候

由于地下水的溫度在夏季低于環(huán)境溫度10～18℃，可以大幅度降低熱泵制冷的冷凝溫度，同樣條件下可節(jié)電三分之一以上。冬季地下水溫度又明顯高于環(huán)境溫度，作為熱源可以使熱泵的cop保持在4以上。

普通風(fēng)冷熱泵的缺點(diǎn)是冬季可能結(jié)霜，而且在最冷、最熱情況下機(jī)組的出力反而更小，地下水源熱泵則沒有這此特點(diǎn)，它沒有結(jié)霜危險(xiǎn)，而且由于地下水溫的恒定性，其出力能維持在較恒定的水平。

二、地源熱泵工作原理

作為自然界的現(xiàn)象，正如水由高處流向低處那樣，熱量也總是從高溫流向低溫，用著名的熱力學(xué)第二定律準(zhǔn)確表述是：“熱量不可能自發(fā)由低溫傳遞到高溫”。但人們可以創(chuàng)造機(jī)器，如同把水從低處提升到高處而采用水泵那樣，采用熱泵可以把熱量從低溫抽吸到高溫。所以熱泵實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置，它本身消耗一部分能量，把環(huán)境介質(zhì)中貯存的能量加以挖掘，提高溫位進(jìn)行利用，而整個(gè)熱泵裝置所消耗的功僅為供熱量的三分之一或更低，這也是熱泵的節(jié)能特點(diǎn)。

地源熱泵是利用水與地能（地下水、土壤或地表水）進(jìn)行冷熱交換來作為熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量“取”出來，供給室內(nèi)采暖，此時(shí)地能為“熱源”；夏季把室內(nèi)熱量取出來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時(shí)地能為“冷源”。