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摘要：随着空调的日益普及，建筑耗能量迅猛增加，地源热泵作为建筑物供暖及制冷新技术，既保护环境又节约能源。其能量转换效率高、运营成本低,改善了夏热冬冷地区建筑热条件。本文介绍了地源热泵的分类及特点，分析了我国地源热泵的发展前景。
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关键词：地源热泵；土壤源热泵；地表水热泵；地下水热泵；建筑供暖与制冷技术
Key words：ground source heat pump；soil source beatpump；surface water heat pump；under―ground water heatpump；building heating and cooling technology.
一、 概念
地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地下去。通常地源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW 以上的热量或冷量。与锅炉（电、燃料）
供热系统相比，锅炉供热只能将90%以上的电能或70～90%的燃料内能为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省约二分之一的能量；由于地源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10～25℃，其制冷、制热系数可达4.0～4.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50～60％。因此，近十几年来，尤其是近五年来，地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧如瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展，中国的地源热泵市场也日趋活跃，可以预计，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。
二、 地源热泵的分类及其各自特点
地热源的种类和方式不同可以分为以下三类：土壤源热泵或称土壤耦合热泵（GCHP）,地下水热泵（GWHP）,地表水热泵（SWHP）。
1、土壤源热泵系统
土壤源热泵分为水平埋管土壤源热泵系统和垂直埋管土壤源热泵系统。两种方式都归属于地下耦合热泵系统，也称埋管式土壤源热泵系统。还有另外一个术语叫地下热交换器地源热泵系统。这一闭式系统方式，通过中间介质（通常为水或者是加入防冻剂的水）作为热载体，使中间介质在埋于土壤内部的封闭环路中循环流动，从而实现与大地土壤进行热交换的目的。
对于垂直式埋管系统，其优点有：较小的土地占用，管路及水泵用电少，其缺点是钻井费用较高；对于水平式埋管系统，其优点有：安装费用比垂直式埋管系统低，应用广泛，使用者易于掌握，其缺点有：占地面积大，受地面温度影响大，水泵耗电量大。
2、地下水热泵系统
地下水热泵系统，也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。通过建造抽水井群将地下水抽出，通过二次换热或直接送至水源热泵机组，经提取热量或释放热量后，由回灌井群灌回地下。
其最大优点是非常经济，占地面积小，但要注意必须符合下列条件：水质良好；水量丰富；回灌可靠；符合标准。
3、地表水热泵系统
地表水热泵系统，通过直接抽取或者间接换热的方式，利用包括江水、河水、湖水、水库水以及海水作为热泵冷热源。归属于水源热泵方式。
其优点有：在10米或更深的湖中，可提供10℃的直接制冷，比地下埋管系统投资要小，水泵能耗较低，高可靠性，低维修要求、低运行费用，在温暖地区，湖水可做热源，其缺点有：在浅水湖中，盘管容易被破坏，由于水温变化较大，会降低机组的效率。
三、地源热泵的发展现状及前景
目前，地源热泵系统已开始在国内很多城市广泛使用。
对于土壤源热泵的发展主要是从1998年开始，国内数家大学建立了土壤源热泵实验台，且大多数进行了地下换热器与地面热泵设备的长期联合运行。从2000年开始，在国内长春、济南、温州、重庆、米泉建立了一系列土壤源热泵系统的示范工程。土壤源热泵系统越来越多的被房地产商所关注和采用。
地下水热泵工程真正成功的并不多。原因在于要实现100%的回灌，并回灌到同一含水层，不污染地下水，且能长时间稳定运行，并不容易做到。同时，还出现了大量不进行回灌的热泵工程，更有甚者，出现了直接利用地下水通入风机盘管内进行空调。这样做，一则污染水体，二则浪费水资源。
地源热泵系统可以应用到所有建筑物有冷热需求的地方，不同地区不同气候条件有冷热需求的地方都可以从该系统中得到能量。从暖通资料统计数据来看，我国的各类型热泵系统项目中，对土壤、地下水、地表水（江河湖海、污水）、工业冷却水等均有应用，说明我国关于地源热泵概念普及比较广泛，应用比较多元化。
目前，国际石油价格不断攀升，国内煤炭价格也受到国家能源紧缺压力的影响而不断提高价格，而对于我国未来的能源发展战略看来，煤电联动、取消资源税、加强可再生能源使用的国家政策及国家财政补贴对地源热泵系统的发展将有明显的利好刺激作用，可以预见，地源热泵系统作为可再生能源建筑应用的最重要形式，必将呈现井喷式发展，对我国建筑节产生重大影响。
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发表于 2018-7-16 17:32:02