地源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源(也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等)。由于地?zé)釡囟?/a>全年較為穩(wěn)定，一般為10～25℃，其制冷或制熱工作性能系數(shù)均可達(dá)到3.5～4.4，與空氣源熱泵(空氣-空氣或空氣-水熱泵)相比，要高40%左右。因此，近五年來(lái)，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北美，如美國(guó)、加拿大及中北歐，如瑞士、瑞典等國(guó)家取得了較快的發(fā)展，我國(guó)地源熱泵市場(chǎng)也正在日趨活躍。

 

  水源熱泵，夏季作“制冷機(jī)”應(yīng)用時(shí)，通過冷卻塔與空氣進(jìn)行熱(濕)交換，最終的高溫熱匯，與空氣熱源熱泵一樣，仍為大氣。但其效率因利用空氣的特征——濕球溫度低于干球溫度，而高于空氣-空氣或空氣-水熱泵;可是，冬季作“熱泵”應(yīng)用時(shí)，如該場(chǎng)合中，無(wú)廢熱可利用，又不利用太陽(yáng)能，則需另設(shè)輔助熱源，其效率又低于空氣-空氣或空氣-水熱泵。

 

  地源熱泵，其最終的高溫熱匯或低溫熱源均是地?zé)?/a>。只是在制冷工況時(shí)，以地?zé)?/a>為高溫熱匯，向地?zé)?/a>放熱;在制熱工況時(shí)，以地?zé)?/a>為低溫熱源，向地?zé)嵛鼰?。地源熱源的不同形式，又使該類熱泵之?gòu)成有所差異：如以地表水為熱源，可以直接(或間接——通過熱交換器)排放(或吸取)熱量;如以地下水為熱源，需設(shè)置取水井與回灌井排放(或吸收)熱量;如以土壤為熱源，需設(shè)置地下水平(或垂直)埋管排放(或吸取)熱量。因而，前二種形式比后一種形式，在初投資和施工，以及應(yīng)用過程中熱量交換之速率上，都有一定優(yōu)勝，也是目前國(guó)內(nèi)在很多地區(qū)正在實(shí)驗(yàn)的形式。但是如果地下水應(yīng)用不當(dāng)，會(huì)造成地面下沉和地下水污染。土壤地源熱源除初投資和施工問題外，城市土地緊缺，地下埋管不足，土壤傳熱性能又差，容易造成夏季土壤熱量難以散失，損及持久運(yùn)行;冬季土壤熱量不易吸取與補(bǔ)充，土壤會(huì)形成凍結(jié)，破壞地下結(jié)構(gòu)，損及建筑基礎(chǔ)。因而，地源熱泵的應(yīng)用也是有一定地域與場(chǎng)合的限制。

 

  從制冷行業(yè)的產(chǎn)品發(fā)展史看，以水為高溫熱匯的制冷機(jī)，先于以空氣為高溫?zé)釁R的制冷機(jī);以空氣為低溫熱源的熱泵，又先于以水為低溫熱源的熱泵;其后，才出現(xiàn)以地?zé)釤嵩礊榈蜏責(zé)嵩吹臒岜?。我?guó)制冷空調(diào)制造行業(yè)基本也遵循上述過程發(fā)展的。

 

  中國(guó)最早在上世紀(jì)50年代，就曾在上海、天津等地嘗試夏取冬灌的方式抽取地下水制冷，天津大學(xué)熱能研究所呂燦仁教授就開展了我國(guó)熱泵的最早研究，1965年研制成功國(guó)內(nèi)第一臺(tái)水冷式熱泵空調(diào)機(jī)。目前，國(guó)內(nèi)的清華大學(xué)、天津大學(xué)、重慶建筑大學(xué)、天津商學(xué)院、中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所等多家大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)都在對(duì)水源熱泵進(jìn)行研究。其中清華大學(xué)在多工況水源熱泵經(jīng)過多年的研究已形成產(chǎn)業(yè)化的成果，已建成數(shù)個(gè)示范工程。

 

  以水源(地源)熱泵產(chǎn)品切人家用與大中型中央空調(diào)市場(chǎng)，不僅為前幾年的實(shí)踐所證明是十分有效的措施，也是許多生產(chǎn)廠之未來(lái)打算。國(guó)內(nèi)的水源熱泵制造廠商中清華同方人工環(huán)境設(shè)備公司、山東海陽(yáng)富爾達(dá)是比較早的水源熱泵制造廠家，但目前也有相當(dāng)多的制冷空調(diào)廠家將其普通的水冷機(jī)組改造為水源熱泵。通過利用地下水這一大地耦合方式，采用抽水回灌方式節(jié)約能源。山東際高以蒸發(fā)冷凝方式，引進(jìn)瑞典專利技術(shù)，生產(chǎn)小型水冷冷水機(jī)組，在北方市場(chǎng)銷路良好。廣州中宇開發(fā)水環(huán)路分離式水源(地源)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，在兩廣與浙江地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。美國(guó)能源部和中國(guó)科技部于1997年11月簽署了中美能源效率及可再生能源合作議定書，其中主要內(nèi)容之一是“地源熱泵”，該項(xiàng)目擬在中國(guó)的北京、杭州和廣州3個(gè)城市各建一座采用地源熱泵供暖空調(diào)的商業(yè)建筑，以推廣運(yùn)用這種“綠色技術(shù)”，緩解中國(guó)對(duì)煤炭和石油的依賴程度，從而達(dá)到能源資源多元化的目的。據(jù)稱“華亭嘉園”即是此項(xiàng)目的應(yīng)用。2000年6月19至23日在北京由國(guó)家科學(xué)技術(shù)部高新技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化司召開了中美地熱泵技術(shù)交流會(huì)，會(huì)議的主題就是“提供運(yùn)用地熱泵技術(shù)為住宅小區(qū)或公用樓宇采暖制冷，大幅降低運(yùn)行費(fèi)用的節(jié)能解決方案”的主題。

 

  在未來(lái)的幾年中，中國(guó)面臨著巨大的能源壓力。一方面，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)要保持較高速度的增長(zhǎng)，另一方面，又必須考慮環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展問題。所以要求提高能源利用效率，要求能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。能源利用效率提高，會(huì)鼓勵(lì)各種節(jié)能設(shè)備和技術(shù)的推廣，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向就是從以煤為主轉(zhuǎn)為以燃?xì)?，直至以電為主。在中?guó)的能源消耗中，建筑耗能的比例相當(dāng)高。為了適應(yīng)市場(chǎng)要求和參加國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，我們必須加快中國(guó)品牌的水源熱泵的產(chǎn)業(yè)化研究開發(fā)。

 

  目前中國(guó)水源熱泵推廣應(yīng)用中存在的問題是：水源熱泵作為一種新型的制冷供暖方式，從技術(shù)的角度，尤其是熱泵機(jī)組的角度上看應(yīng)當(dāng)是相當(dāng)成熟、沒有問題的。但考慮到中國(guó)的國(guó)情，以及將水源熱泵制冷供暖作為一個(gè)整體的系統(tǒng)來(lái)推廣應(yīng)用時(shí)，還是存在一些問題：

 

  1) 水源的使用政策

 

  我國(guó)目前為了保護(hù)有限的水資源，制訂了《中華人民共和國(guó)水法》，各個(gè)城市也紛紛制訂了自己的《城市用水管理?xiàng)l理》。這些政策均強(qiáng)調(diào)用水審批，用水收費(fèi)。而審批的標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)類似水源熱泵技術(shù)的要求沒有規(guī)定，所以水源熱泵很容易被用水指標(biāo)所限制。即使通過了用水審批，由于有些地方將水源的抽取和排放兩次受費(fèi)，受費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)全國(guó)又不統(tǒng)一，所以結(jié)果可能導(dǎo)致水費(fèi)偏高，使得水源熱泵的運(yùn)行節(jié)能費(fèi)用不足增加的水費(fèi)，水源熱泵的經(jīng)濟(jì)性變查。

 

  所以水源熱泵的推廣需要政府從可持續(xù)發(fā)展的角度，綜合能源環(huán)保和資源各個(gè)方面的考慮，調(diào)整水源熱泵水源使用的政策，需重新確定水源如何管理和收費(fèi)，才能促使其大規(guī)模的發(fā)展。

 

  2) 水源的探測(cè)開采技術(shù)和費(fèi)用

 

  在中國(guó)，目前對(duì)水源，尤其是城市水源的的探測(cè)開采技術(shù)應(yīng)當(dāng)提高，水源熱泵的應(yīng)用的前提之一就是必須了解當(dāng)?shù)氐乃吹那闆r，在水源熱泵使用的前期，必須實(shí)地對(duì)水源的狀況進(jìn)行調(diào)查，地下水量是否有水、水量是否會(huì)足夠，場(chǎng)地是否適合打井和回灌。而探測(cè)開采的技術(shù)的提高和費(fèi)用的降低，會(huì)推動(dòng)水源熱泵機(jī)組的更好應(yīng)用。

 

  3) 地下水的回灌技術(shù)

 

  水源熱泵若利用地下水，必須考慮水源的回灌，對(duì)于回灌技術(shù)，必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐?a href="http://www.rijz.cn/t/地質(zhì).html" >地質(zhì)情況來(lái)考慮，來(lái)考慮回灌技術(shù)方式。我們對(duì)不同地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)了解的還不多，這也制約了水源熱泵機(jī)組的推廣使用。

 

  4) 整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

 

  水源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能作為一個(gè)系統(tǒng)，必須從各個(gè)方面考慮，如果水源熱泵機(jī)組可以做到利用較小的水流量提供更多的能量，但系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)水泵等耗能設(shè)備選型不當(dāng)或控制不當(dāng)，也會(huì)降低系統(tǒng)的節(jié)能效果。同樣，若機(jī)組提供了高的水溫，但設(shè)計(jì)的空調(diào)系統(tǒng)的末端未加以相應(yīng)的考慮，也可能會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)的效果變差，或者使得整個(gè)系統(tǒng)的初投資增加。所以，水源熱泵的推廣應(yīng)用，需要更多的各個(gè)專業(yè)各個(gè)領(lǐng)域的人來(lái)共同努力共同配合，從政府政策、主機(jī)設(shè)計(jì)制造、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理等各個(gè)方面都來(lái)共同參與。