地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源（也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調系統(tǒng)。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源（如電能），實現低溫位熱能向高溫位轉移。地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調的冷源，即在冬季，把地能中的熱量“取”出來，提高溫度后，供給室內采暖；夏季，把室內的熱量取出來，釋放到地下去。通常地源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4-5kW以上的熱量或冷量。與鍋爐（電、燃料）供熱系統(tǒng)相比，鍋爐供熱只能將90%以上的電能或70～90%的燃料內能為熱量，供用戶使用，因此地源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省約二分之一的能量；由于地源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定，一般為10～25℃，其制冷、制熱系數可達4-5，與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，要高出40%左右，其運行費用為普通中央空調的50～60％。地源熱泵系統(tǒng)的能量來源地下能源。它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣、是一種理想的“綠色空調”。被認為是目前可使用的對環(huán)境最友好和最有效的供熱、供冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)無論嚴寒地區(qū)或熱帶地區(qū)均可應用?？蓮V范應用在辦公樓、賓館、學校、宿舍、醫(yī)院、飯店、商場、別墅、住宅等領域。地能或地表淺層地熱資源的溫度一年四季相對穩(wěn)定，冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低。地能溫度這種較恒定的特性，使得熱泵機組運行可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經濟性。地源熱泵技術是利用這種常溫土壤或地下水中的能量作為能源的新型熱泵技術，該技術可同時供暖和制冷并能提供生活用水。地源熱泵技術節(jié)能效果顯著，消耗1K的能量，用戶可以得到4KW以上的熱量或冷量。它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣，是一種理想的綠色技術。從能源角度來說，它是一種清潔能源，也是一種用之不竭的再生能源。

1.水平式地源熱泵

通過水平埋置于地表面2～4以下的閉合換熱系統(tǒng)，它與土壤進行冷熱交換。此種系統(tǒng)適合于制冷供暖面積較小的建筑物，如別墅和小型單體樓。該系統(tǒng)初投資和施工難度相對較小，但占地面積較大。

2.垂直式地源熱泵

通過垂直鉆孔將閉合換熱系統(tǒng)埋置在50M～400M深的巖土體與土壤進行冷熱交換。此種系統(tǒng)適合于制冷供暖面積較大的建筑物，周圍有一定的空地，如別墅和寫字樓等。該系統(tǒng)初投資較高，施工難度相對較大，但占地面積較小。

3.地表水式地源熱泵

地源熱泵機組通過布置在水底的閉合換熱系統(tǒng)與江河、湖泊、海水等進行冷熱交換。此種系統(tǒng)適合于中小制冷供暖面積，臨近水邊的建筑物。它利用池水或湖水下穩(wěn)定的溫度和顯著的散熱性，不需鉆井挖溝，初投資最小。但需要建筑物周圍有較深、較大的河流或水域。

4.地下水式地源熱泵

地源熱泵機組通過機組內閉式循環(huán)系統(tǒng)經過換熱器與由水泵抽取的深層地下水進行冷熱交換。地下水排回或通過加壓式泵注入地下水層中。此系統(tǒng)適合建筑面積大，周圍空地面積有限的大型單體建筑和小型建筑群落。

隨著經濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，公共建筑和住宅的供暖和空調已經成為普遍的要求。作為中國傳統(tǒng)供熱的燃煤鍋爐不僅能源利用率低，而且還會給大氣造成嚴重的污染，因此在一些城市中燃煤鍋爐在被逐步淘汰，而燃油、燃氣鍋爐則運行費用很高。地源熱泵就是一種在技術上和經濟上都具有較大優(yōu)勢的解決供熱和空調的替代方式。在美國地源熱泵空調系統(tǒng)占整個空調系統(tǒng)的40%，是美國政府極力推廣的節(jié)能、環(huán)保技術。1998年美國能源部頒布法規(guī)，要求在全國聯(lián)邦政府機構的建筑中推廣應用地埋管土壤換熱器地源熱泵空調系統(tǒng)。為了表示支持這種技術，美國總統(tǒng)布什在他的得克薩斯州的別墅中也安裝了這種地源熱泵空調系統(tǒng)（見2001年5月28日參考消息）?，F在，在中北歐的瑞士、瑞典、奧地利、丹麥等國家，地源熱泵（土壤換熱器）技術利用處于領先地位，地埋管土壤換熱器熱泵得到廣泛的應用。據1999年統(tǒng)計，在家庭應用的供暖設備中，地源熱泵所占的比例：瑞士96﹪、奧地利38﹪、丹麥27﹪在我國由于能源價格的特殊性以及人們節(jié)能、環(huán)保的認識程度等原因以及其它一些因素的影響，地源熱泵空調技術應用和發(fā)展比較緩慢，人們對之尚不十分了解，推廣較困難，然而隨著人們生活水平的提高，人均能耗的增長，一次性礦物能源的日益衰竭以及環(huán)境的日趨惡化，地源熱泵技術已越來越引起人們的重視。在目前節(jié)能和環(huán)保的潮流下，該技術以其特有的節(jié)能性和穩(wěn)定性受到行業(yè)的矚目，國內許多院校、科研所作了大量的應用研究。國家建設部在《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》中專門作了推薦。為辦好本屆奧運會，北京市主管部門和科研部門全力合作，相繼進行了一些先進技術研究，國內外專家提出以地源熱泵為代表的清潔能源符合“綠色奧運、科技奧運”的宗旨，應當在奧運工程建設中推廣、使用，會議形成倡議書遞交北京市政府和奧運會組委會，受到有關方面的高度重視，后詳細研究及考核，將地源熱泵中央空調作為2008年北京奧運會指定選用的中央空調型式。早在很多年前，在國家政府所屬的建筑中就有使用地源熱泵的，最有代表性的就是毛主席紀念堂。北京市于2007年7月1日，由發(fā)改委及其他八部委聯(lián)合發(fā)布了《關于印發(fā)關于發(fā)展熱泵系統(tǒng)的指導意見的通知》（京發(fā)改〔2006〕839號），《指導意見》中，明確提出了，在建筑中使用地源熱泵空調系統(tǒng)，每平米補助50元；水源熱泵補助35元。從去年開始，國家分別將三個城市做為地源熱泵試點城市，分別是北京、天津、沈陽。大力發(fā)展地源熱泵。現在在這三個城市，甚至全國，地源熱泵已經如火如荼。現在國家努力引導發(fā)展地源熱泵，現在國家的一些政府部門的建筑，學校，醫(yī)院等，都進行了地源熱泵改造，而且現在正是奧運會的關鍵時刻，很多項目也都使用地源熱泵，如奧運會的部分場館，奧運森林公園等等都使用地源熱泵；不光國家的項目，現在很多的私人企業(yè)辦公場所，別墅等區(qū)域都在尋找做地源熱泵的廠家、經銷商。我們在尋找項目的同時他們也在尋找我們。

 

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

地源熱泵供暖空調系統(tǒng)主要分三部分：室外地能換熱系統(tǒng)、地源熱泵機組和室內采暖空調末端系統(tǒng)。三個系統(tǒng)之間靠水作為換熱介質進行熱量的傳遞，地源熱泵與地能之間換熱介質為水，與建筑物采暖空調末端換熱介質也是水。

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

1、家用系統(tǒng)
用戶使用自己的熱泵、地源和水路或風管輸送系統(tǒng)進行冷熱供應，多用于小型住宅，別墅等戶式空調。

2、集中系統(tǒng)熱泵布置在機房內，冷熱量集中通過風道或水路分配系統(tǒng)送到各房間。

3、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)，冷負荷大，熱負荷低，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)，熱負荷大，冷負荷低，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)實質上是一種水環(huán)路熱泵空調系統(tǒng)形式。

1）利用可再生能源：屬可再生能源利用技術地源熱泵從常溫土壤或地表水（地下水）中吸熱或向其排熱，利用的是可再生的清潔能源，可持續(xù)使用

2）高效節(jié)能，運行費用低：屬經濟有效的節(jié)能技術地源熱泵的冷熱源溫度一年四季相對穩(wěn)定，冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低，這種溫度特性使得地源熱泵比傳統(tǒng)空調系統(tǒng)運行效率要高40%，因此要節(jié)能和節(jié)省運行費用40%左右。另外，地能溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經濟性。在制熱制冷時，輸入1KW的電量可以得到4-5KW以上的制冷制熱量。運行費用每年每平方米僅為18——26元，比常規(guī)中央空調系統(tǒng)低40%左右。

3）節(jié)水省地：1）以土壤(水)為冷熱源，向其放出熱量或吸收熱量，不消耗水資源，不會對其造成污染。2）省去了鍋爐房及附屬煤場、儲油房、冷卻塔等設施，機房面積大大小于常規(guī)空調系統(tǒng)，節(jié)省建筑空間，也有利于建筑的美觀

4）環(huán)境效益顯著該裝置的運行沒有任何污染，可以建造在居民區(qū)內，在供熱時，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地，不會產生城市熱島效應，對環(huán)境非常友好，是理想的綠色環(huán)保產品。

5）運行安全穩(wěn)定，可靠性高：地源熱泵系統(tǒng)在運行中無燃燒設備，因此不可能產生二氧化碳、一氧化碳之類的廢氣，也不存在丙烷氣體，因而也不會有發(fā)生爆炸的危險，使用安全。燃油、燃氣鍋爐供暖，其燃燒產物對居住環(huán)境污染極重，影響人們的生命健康。由于土壤深處溫度非常恒定，主機吸熱或放熱不受外界氣候影響，運行工況非常穩(wěn)定，優(yōu)于其它空調設備。不存在空氣源熱泵供熱不足，甚至不能制熱的問題。整個系統(tǒng)的維護費用也較鍋爐－制冷機系統(tǒng)大大減少，保證了系統(tǒng)的高效性和經濟性。維修量極少，折舊費和維修費也都大大地低于傳統(tǒng)空調。

6）一機兩用，應用范圍廣地源熱泵系統(tǒng)可供暖、制冷，一套系統(tǒng)可以代替原來的鍋爐加制冷機的兩套裝置或系統(tǒng)?？蓱糜谫e館、商場、辦公樓、學校等建筑，更適合于住宅的采暖、供冷。

7）自動運行地源熱泵機組由于工況穩(wěn)定，所以可以設計簡單系統(tǒng)，部件較少，機組運行簡單可靠，維護費用低；自動控制程度高，可無人值守；此外，機組使用壽命長，均在20年以上。

（1）環(huán)保：利用土壤溫度，不用地下水，沒有交叉污染。

（2）能效比高：普通風冷機器需要在零下十幾度的環(huán)境制熱，在零上三十五度以上的環(huán)境下制冷，能效比相對比較低,室溫控制困難。地源空調利用土壤溫度，相對恒溫,一年四季都是將十度到十五度之間的水進行轉換，能效比較高。

（3）節(jié)能：傳統(tǒng)空調冬季用鍋爐采暖，能效比僅為1：1。地源空調能效比可達1：5，省電4/5。夏季也可省電1/2。機器可分多級控制，根據溫度自動卸載，運行節(jié)能。

（4）運行穩(wěn)定：機器在室內，無風吹雨淋，工作環(huán)境好。地下水溫也基本恒定，無起伏波動。機器故障率低。

（5）可分戶計量。

（6）不用鍋爐和冷卻塔。

（7）地下?lián)Q熱系統(tǒng)不用后期維護，系統(tǒng)后期維護費用低。相對于水源熱泵的每年需要對井維護來說,后期維護費用極低.缺點：需要一定的面積埋管，且對埋管技術要求較高。

施工案例

                                  

1.鉆孔
首先根據設計施工圖在項目現場進行土壤換熱器的鉆孔工作。土壤換熱器的換熱管為高密度PE管，產品分批取樣送檢，合格的HDPE管，要在工廠進行管底連接，然后進行打壓試驗（一次打壓）；
為了防止運輸過程中HDPE管的局部損壞，貨到現場后，還要對HDPE管進行打壓測試（二次打壓），并保壓1小時以上，打壓測試合格的HDPE管方可使用。
在鉆孔完成后，將二次打壓測試合格的HDPE換熱管下入鉆好的孔中。
在下管前要在換熱管上安裝專用的支架，支架間距為3～4米，使HDPE管之間具有一定的距離，且盡可能緊靠換熱孔的孔壁，加強換熱管與地層的換熱效果，減小HDPE管之間的換熱干擾。

                              

 換熱管下到孔中后，在回填料之前，要對換熱管進行打壓測試（三次打壓），將不合格的HDPE管提出，重新下入合格的PE管，打壓測試合格后方可進行下續(xù)的工作。

                            

        

填料的密實與否直接關系到土壤換熱器的換熱效率，為了提高填料的密實程度。
一要嚴格控制填料的速度，沿孔壁四周均勻慢速填料，減少因填料過快而造成填料在孔內搭橋的機會；
二要分批次進行填料，在均勻填料的過程中向孔內注入水，從而避免填料在孔內形成搭橋，即使形成搭橋也可沖開，確保填料密實。

                                         

所有的單體土壤換熱器完成后，要將換熱器分區(qū)連接后匯入設備機房內，整個土壤換熱器系統(tǒng)按同程方式連接。確保各土壤換熱器內循環(huán)液的流量、流速一致，為系統(tǒng)的安全運行提供可靠的保障。所有管道連接完以后再進行最后系統(tǒng)打壓（四次打壓）,打壓嚴格按照規(guī)范要求進行。通過以上的施工工藝和質量控制措施，可確保室外土壤換熱管系統(tǒng)使用壽命在50年以上。循環(huán)液在完全密閉的地下?lián)Q熱器系統(tǒng)中流動，完成換熱，對地下環(huán)境沒有任何污染。

地源熱泵還利用了地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力,冬季地源把熱量從地下土壤中轉移到建筑物內,夏季再把地下的冷量轉移到建筑物內,一個年度形成一個冷熱循環(huán).