深入了解地源热泵系统

地源热泵利用水与地作为冷热源，来进行冷热交换，常用水资源包括：地下水、土壤或地表水。冬季把地能中的热量“提取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。

组成部分

地源热泵系统主要分三部分：室外地源换热系统、地源热泵主机系统和室内末端系统。

空气源热泵空调做两次功

为了获得我们所需的舒适温度，我们用热泵对室外空气进行升温和降温，并把经加工后符合我们所需的舒适温度搬运到室内，这就是空气源热泵空调工作的原理和过程。我们知道空气源热泵的能量来自室外空气，热泵机组在运行过程中受环境影响很大，在冬季室外温度小于我们人类所需的舒适温度，在夏季室外温度高于我们人类所需的舒适温度，在这个过程中热泵耗用了电能作了“两个功”，一个是对室外空气作功，使室外空气温度升高或降低;另一个是搬运作功，为的是把冷、热量搬入房间。

地球是一个最大的太阳能载体，地表-6米以下的土壤及地下水温度一年四季都在10～18℃恒定不变。地源热泵通过换热器和载体，耗用一小部分电能作功，把10～18℃的温度中所蕴含的能量通过热泵机组运送到室内，在冬季起到制热作用;夏季把室内的热量通过热泵机组输送到地下，起到制冷作用，这就是地源热泵空调工作的原理和过程。在这个过程中热泵耗用了电能只作了“一个功”，就是搬运，这就是地源热泵空调比空气源热泵空调节能的原因。地源热泵空调与空气源热泵空调对比地源热泵节能40-60%。

系统类型

1.水平式地源热泵

通过水平埋置于地表面2～4M以下的闭合换热系统，它与土壤进行冷热交换。此种系统适合于制冷供暖面积较小的建筑物，如别墅和小型单体楼。

特征：该系统初投资和施工难度相对较小，但占地面积较大。

2.垂直式地源热泵

通过垂直钻孔将闭合换热系统埋置在50M～400M深的岩土体与土壤进行冷热交换。此种系统适合于制冷供暖面积较大的建筑物，周围有一定的空地，如别墅和写字楼等。

特征：该系统初投资较高，施工难度相对较大，但占地面积较小。

3.地下水式地源热泵

地源热泵机组通过机组内闭式循环系统经过换热器与由水泵抽取的深层地下水进行冷热交换。地下水排回或通过加压式泵注入地下水层中。

特征：该系统系统适合建筑面积大，周围空地面积有限的大型单体建筑和小型建筑群落。

4.地表水式地源热泵

地源热泵机组通过布置在水底的闭合换热系统与江河、湖泊、海水等进行冷热交换。此种系统适合于中小制冷供暖面积，临近水边的建筑物。

特征：该系统不需要钻井挖沟，初投资最小，要求建筑物周围有较深较大的河流或水域。

地源热泵的优势特点如下

可再生性

地源热泵是一种利用土壤所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖制冷空调系统，地源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。

地源热泵有很多优势特点，但是在应用推广过程中依然存在一些问题。

土壤热不平衡

南方地区以供冷为主，常年向地下注入热量；北方地区冬季供暖需求大，从土壤中大量吸热，长年运行后将导致土壤温度失衡，系统效率降低，影响周围生态平衡。

改善方法：夏季供冷量往往大于冬季供热量，多出的热量可通过冷却塔散去，也可通过余热回收系统，用于供应生活热水，从一定程度上缓解土壤热不平衡的问题。

受国家/地区能源政策，燃料价格影响

考量因素：地源热泵应用会受到不同地区及国家能源政策、燃料价格的影响；用户的投资成本与后期运行费用；地下水资源利用方式受地下水资源是否充沛，以及钻井场地面积大小，地质构造可行性等条件限制；产品设计对于全年制冷供暖排放热量要做到大体平衡等因素的考量。

改善建议：地源热泵的推广与应用，从地方/国际政策，要因地制宜，统筹规划设计，量身打造，合理有效的使用地源热泵，才能达到高效节能，节省初投资成本，也使得地源热泵作用发挥到最大化。

高效节能

地源热泵的冷热源温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%～60%，运行费用节省约40%～50%。地能温度相对恒定，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。在制热制冷时，输入1KW的电量可以得到5KW以上的热量或4KW以上冷量。运行费用每年每平方米仅为15——18元，比常规中央空调系统低40%左右。

环境和经济效益显著

地源热泵机组运行时，不消耗水也不污染水，不需要锅炉，不需要冷却塔，也不需要堆放燃料废物的场地，环保效益显著。地源热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比也可以减少40%以上；与电供暖相比可以减少70%以上，它的制热系统比燃气锅炉的效率平均提高近50%，比燃气锅炉的效率高出了75%。

一机多用，应用广泛

地源热泵系统，一机多用，一套系统替代了传统的锅炉房+空调的两套装置系统，可供暖、空调制冷，还可提供生活热水。地源热泵不仅节省了大量的能量，而且用一套设备可以同时满足供热、供冷、供生活用水的需求，减少了设备的初投资，地源热泵可应用于宾馆、居民小区、公寓、厂房、商场、办公楼、学校等建筑，小型的地源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调。

维护费用低，使用寿命长

地源热泵的埋管选材是聚乙烯和聚丙烯塑料管，寿命可达50年,要比普通空调高35年使用寿命。

并且整套机组更加精简，不仅节省空间，也可免遭人为因素或自然因素的损坏，使用寿命长，自动化控制程度高，减少了人力资源的投入。

维持生态平衡，污染小

地源热泵，夏季制冷：将热量排到地下；冬季供暖：热量提取出来供室内取暖。因此，地源热泵向环境排放更少的能量，维持生态平衡。地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，减少至少38%以上；与电供暖相比，减少70%以上，以上数据看出，地源热泵从根本上实现节能减排。