一、什么是地源熱泵
我們先來簡單的認(rèn)識一下什么的地源熱泵，地源熱泵是利用淺層地能進(jìn)行供熱制冷

的新型能源利用技術(shù)，是熱泵的一種，熱泵是利用卡諾循環(huán)和逆卡諾循環(huán)原理轉(zhuǎn)移冷量

和熱量的設(shè)備。地源熱泵通常是指能轉(zhuǎn)移地下土壤中熱量或者冷量到所需要的地方。通

常熱泵都是用來做為空調(diào)制冷或者采暖用的。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(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)，夏季再把地下的冷量轉(zhuǎn)移到建

筑物內(nèi)，一個年度形成一個冷熱循環(huán)。

二、一般比較：

地源熱泵中央空調(diào)和傳統(tǒng)中央空調(diào)相比，大的特點(diǎn)就在于它的節(jié)能性，這也是很

多用戶不顧高額初投資選擇地源熱泵中央空調(diào)的原因，地源熱泵除了節(jié)能外，還有很多

的優(yōu)點(diǎn)，我們可以通過與傳統(tǒng)中央空調(diào)的對比來分析地源熱泵到底具有哪些優(yōu)勢，為什

么如此深受用戶青睞。

地源熱泵中央空調(diào)與傳統(tǒng)中央空調(diào)對比：環(huán)境保護(hù)

從土壤源熱泵的整個運(yùn)行原理來看，土壤源熱泵系統(tǒng)實(shí)際是真正意義的綠色環(huán)保空

調(diào)，不管是冬季還是夏季的運(yùn)行，都不會對建筑外大氣環(huán)境造成不良影響。而普通中央

空調(diào)系統(tǒng)，將廢熱氣或水蒸氣排向室外環(huán)境，無一例外的都對環(huán)境造成了極大的污染。

以地球表面淺層地?zé)豳Y源作為冷熱源，利用清潔的、近乎無限可再生的能源，符合可持

續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。

地源熱泵中央空調(diào)與傳統(tǒng)中央空調(diào)對比：運(yùn)行效率

對于普通中央空調(diào)系統(tǒng)，不管是采用風(fēng)冷熱泵機(jī)組還是采用冷卻塔的冷水機(jī)組，無

一例外的要受外界天氣條件的限制，即空調(diào)區(qū)越需要供冷或供熱時，主機(jī)的供冷量或供

熱量就越不足，即運(yùn)行效率下降，這在夏熱冬冷地區(qū)的使用就受到了影響。而土壤源熱

泵機(jī)組與外界的換熱是通過大地，而大地的溫度很穩(wěn)定，不受外界空氣的變化而影響運(yùn)

行效率，因此，土壤源熱泵的運(yùn)行效率是高的。

地源熱泵中央空調(diào)與傳統(tǒng)中央空調(diào)對比：經(jīng)濟(jì)方面

地源熱泵系統(tǒng)還可以集采暖、空調(diào)制冷和提供生活熱水于一體。一套熱泵系統(tǒng)可以

替換原有的供熱鍋爐、制冷空調(diào)和生活熱水加熱的三套裝置或系統(tǒng)，從而減少使用成本

，十分經(jīng)濟(jì)。

地源熱泵中央空調(diào)與傳統(tǒng)中央空調(diào)對比：運(yùn)行費(fèi)用

地源熱泵系統(tǒng)在運(yùn)行中的節(jié)能特點(diǎn)也是顯而易見的：通常地源熱泵消耗1kW的能量

，用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量，其制冷、制熱系數(shù)可達(dá)4以上，與傳統(tǒng)的空氣源

熱泵相比，要高出40%，其運(yùn)行費(fèi)用為普通中央空調(diào)的50%～60%。達(dá)到相同的制冷制熱

效率，土壤源熱泵主機(jī)的輸入功率較小，即為業(yè)主提供了較低運(yùn)行費(fèi)的空調(diào)系統(tǒng)，在全

年時間使用空調(diào)的場所，這種效果尤為明顯。鍋爐只能將70%～90%的燃料內(nèi)能為熱量，

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。

地源熱泵中央空調(diào)與傳統(tǒng)中央空調(diào)對比：主機(jī)設(shè)置

對于普通中央空調(diào)系統(tǒng)，若設(shè)置風(fēng)冷熱泵機(jī)組進(jìn)行冷熱空調(diào)，則風(fēng)冷熱泵主機(jī)的設(shè)

置必須要與外界通風(fēng)良好，要么設(shè)置于屋頂，要么設(shè)置于地面，這對別墅空調(diào)受限就更

嚴(yán)重。而土壤源熱泵主機(jī)的設(shè)置就非常靈活，可以設(shè)置在建筑物的任何位置，而不受考

慮位置設(shè)置的限制。若設(shè)置冷水機(jī)組+鍋爐進(jìn)行冷熱空調(diào)，冷卻塔和鍋爐的位置就更受

限制。因此，就主機(jī)的設(shè)置而言，地源熱泵系統(tǒng)的主機(jī)設(shè)置是非常靈活的。

地源熱泵中央空調(diào)與傳統(tǒng)中央空調(diào)對比：系統(tǒng)簡單

一機(jī)多用，節(jié)約設(shè)備用房，應(yīng)用范圍廣。地源熱泵可供暖、空調(diào)，還可用于生活熱

水供應(yīng)系統(tǒng)，一套系統(tǒng)可替代鍋爐加空調(diào)的兩套系統(tǒng)，因此一機(jī)多用，節(jié)省了建筑空間

及設(shè)備的初投資，機(jī)組緊湊，節(jié)省設(shè)備用房空間，由此而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。

地源熱泵中央空調(diào)與傳統(tǒng)中央空調(diào)對比：無需除霜

大地土壤溫度一年四季相對保持恒定，冬季也能保持在15℃以上，埋地?fù)Q熱器不會

結(jié)霜，可節(jié)省因結(jié)霜、除霜而消耗的能量。

通過詳細(xì)對比，我們很容易發(fā)現(xiàn)地源熱泵中央空調(diào)優(yōu)勢非常明顯，從這里我們也可

以看出，為什么政府會大力推廣地源熱泵系統(tǒng)，地源熱泵的普及不僅關(guān)系到家庭用戶的

切身利益，也很大程度上降低建筑能耗，緩解環(huán)境能源壓力，優(yōu)化生態(tài)環(huán)境。舒適360

積極響應(yīng)政府號召，一直倡導(dǎo)舒適健康、節(jié)能環(huán)保的室內(nèi)舒適家居生活，已經(jīng)成功安裝

多套家用地源熱泵系統(tǒng)。

地源熱泵相關(guān)介紹

一、地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的組成和形式

地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)由室外換熱系統(tǒng)和室內(nèi)換熱系統(tǒng)兩大部分組成，每一部分都

有多種不同的系統(tǒng)形式。室外換熱系統(tǒng)有閉式GSHP(土壤源)與開式WSHP(水源熱泵)兩

種系統(tǒng)方式。

1.閉式換熱方式的組成

閉式換熱方式由埋設(shè)在地下或拋放在水中的PE管和循環(huán)水泵及相關(guān)附屬部件組成。

由循環(huán)水泵驅(qū)動PE管路中的循環(huán)水，循環(huán)水作為熱量的載體將熱量在室內(nèi)房間與室外土

壤或地表水中進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

2.開式換熱方式的組成及各部分的功能

開式(水源熱泵)換熱方式由抽水井、回灌井、調(diào)節(jié)水池、板式換熱器、潛水泵、

回灌泵、循環(huán)水泵及相關(guān)附屬部件組成。由潛水泵將地下水抽取到調(diào)節(jié)水池中。由循環(huán)

水泵驅(qū)動調(diào)節(jié)水池中的水流經(jīng)板式換熱器后在送回調(diào)節(jié)水池。板式換熱器將地下水與室

內(nèi)循環(huán)水進(jìn)行隔離性的熱量交換。當(dāng)調(diào)節(jié)水池中的地下水失去利用價值后由回灌泵送回

回灌井內(nèi)。調(diào)節(jié)水池將抽取上來的地下水進(jìn)行暫時存放，當(dāng)水溫降低至不可利用的溫度

(冬季)或當(dāng)水溫升高至不可利用的溫度(夏季)后再進(jìn)行回灌，這樣對地下水的抽取

及回灌都是間歇性的，充分利用了抽上來的地下水的低位能源，減少了潛水泵的開機(jī)時

間節(jié)約了電能同時還降低了回灌的壓力。

二、地源熱泵特點(diǎn)

1、屬可再生能源利用技術(shù)

地源熱泵是利用了地球表面淺層地?zé)豳Y源(通常小于400米深)作為冷熱源，進(jìn)行

能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。地表淺層地?zé)豳Y源可以稱之為地能(EarthEnergy)，是指

地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽能、地?zé)崮芏N(yùn)藏的低溫位熱能。地表淺層

是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽能量，比人類每年利用能量的500倍還

多。它不受地域、資源等限制，真正是量大面廣、無處不在。這種儲存于地表淺層近乎

無限的可再生能源，使得地能也成為清潔的可再生能源一種形式。

2、屬經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能技術(shù)

地能或地表淺層地?zé)豳Y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，是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源，這種溫度特性使得地源熱泵比傳統(tǒng)

空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高40%，因此要節(jié)能和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用40%左右。另外，地能溫度較恒

定的特性，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。據(jù)美國

環(huán)保署EPA估計，設(shè)計安裝良好的地源熱泵，平均來說可以節(jié)約用戶30～40%的供熱制

冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。

3、環(huán)境效益顯著

地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當(dāng)于減少40%以上，與電供暖相比

，相當(dāng)于減少70%以上，如果結(jié)合其它節(jié)能措施節(jié)能減排會更明顯。雖然也采用制冷劑

，但比常規(guī)空調(diào)裝置減少25%的充灌量;屬自含式系統(tǒng)，即該裝置能在工廠車間內(nèi)事先

整裝密封好，因此，制冷劑泄漏機(jī)率大為減少。該裝置的運(yùn)行沒有任何污染，可以建造

在居民區(qū)內(nèi)，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，且不

用遠(yuǎn)距離輸送熱量。

4、一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣

地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來

的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng);可應(yīng)用于賓館、商場、辦公樓、學(xué)校等建筑，更適合

于別墅住宅的采暖、空調(diào)。此外，機(jī)組使用壽命長，均在15年以上;機(jī)組緊湊、節(jié)省空

間;維護(hù)費(fèi)用低;自動控制程度高，可無人值守。

三、對幾種地源熱泵系統(tǒng)在工程應(yīng)用中的評述

1)直接利用地下井水的地源熱泵系統(tǒng)：其最大優(yōu)點(diǎn)是非常經(jīng)濟(jì)，占地面積小，但

要注意必須符合下列條件：水質(zhì)良好;水量豐富;符合標(biāo)準(zhǔn)。

2)地下埋管的地源熱泵系統(tǒng)：對于①垂直式埋管系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)有：較小的土地占

用，管路及水泵用電少，其缺點(diǎn)是鉆井費(fèi)用較高;對于②水平式埋管系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)有：

安裝費(fèi)用比垂直式埋管系統(tǒng)低，應(yīng)用廣泛，使用者易于掌握，其缺點(diǎn)有：占地面積大，

受地面溫度影響大，水泵耗電量大。

3)地表水式熱泵：其優(yōu)點(diǎn)有：在10米或更深的湖中，可提供10℃的直接制冷，比

地下埋管系統(tǒng)投資要小，水泵能耗較低，高可靠性，低維修要求、低運(yùn)行費(fèi)用，在溫暖

地區(qū)，湖水可做熱源，其缺點(diǎn)有：在淺水湖中，盤管容易被破壞，由于水溫變化較大，

會降低機(jī)組的效率。

4)鍋爐/冷卻塔與地下埋管相結(jié)合的混合型地源熱泵系統(tǒng)：適用于空間小，不能單

獨(dú)采用地下埋管換熱系統(tǒng)的建筑，冷卻塔和閉環(huán)式系統(tǒng)相結(jié)合制冷，節(jié)省成本;事實(shí)證

明該系統(tǒng)是高效率、低費(fèi)用的。

四、其他形式中央空調(diào)的制冷和取暖方式

(1)冷水機(jī)組(制冷)+燃煤鍋爐(采暖)

(2)冷水機(jī)組(制冷)+燃油鍋爐(采暖)

(3)冷水機(jī)組(制冷)+燃?xì)忮仩t(采暖)

(4)直燃式(燃油、燃?xì)?溴化鋰(冷暖)

五、冷、熱量獲取方式

(1)地源熱泵中央空調(diào)：電能+地下淺層太陽能

(2)冷水機(jī)組+燃煤鍋爐：電能+煤碳

(3)冷水機(jī)組+燃油鍋爐：電能+輕柴油

(4)冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t：電能+天然氣

(5)直燃式(燃油、燃?xì)?溴化鋰：電能+油(氣)

六、主機(jī)能耗比較(以1萬平米辦公樓為例)

(1)地源熱泵中央空調(diào)：夏天耗電138KW/h

冬天耗電204KW/h

(2)冷水機(jī)組+燃煤鍋爐：夏天耗電156KW/h

冬天燃煤314Kg/h+耗電15KW/h

(3)冷水機(jī)組+燃油鍋爐：夏天耗電156KW/h

冬天燃油67Kg/h+耗電15KW/h

(4)冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t：夏天耗電156KW/h

冬天燃?xì)?0立方/h+耗電15KW/h

(5)直燃式溴化鋰：燃油70Kg/h+耗電33KW/h

燃?xì)?92立方/h+耗電33KW/h

七、主機(jī)房系統(tǒng)投資比較

(以1萬平米辦公樓為例，未比較機(jī)房面積和建設(shè)費(fèi))

(1)地源熱泵中央空調(diào)：WSHP地源熱泵主機(jī)、附屬設(shè)備135萬元

GSHP地源熱泵主機(jī)、附屬設(shè)備145萬元

(2)冷水機(jī)組+燃煤鍋爐：冷水機(jī)組、冷卻塔、附屬設(shè)備84萬元

燃煤鍋爐25萬元

(3)冷水機(jī)組+燃油鍋爐：冷水機(jī)組、冷卻塔、附屬設(shè)備84萬元

燃油鍋爐31萬元

(4)冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t：冷水機(jī)組、冷卻塔、附屬設(shè)備84萬元

燃?xì)忮仩t40萬元(不含市政接網(wǎng)費(fèi))

(5)直燃式溴化鋰：130萬元

其中地源熱泵機(jī)房面積為70㎡

八、主機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用比較(以1萬平米辦公樓為例)

(主機(jī)運(yùn)行時間10h/天，夏天制冷90天，冬天120天，電費(fèi)0.5元/KW)

(1)地源熱泵中央空調(diào)：夏天6.21元/㎡冬天12.24元/㎡

(2)冷水機(jī)組+燃煤鍋爐：夏天7.02元/㎡冬天11元/㎡

(3)冷水機(jī)組+燃油鍋爐：夏天7.02元/㎡冬天27元/㎡

(4)冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t：夏天7.02元/㎡冬天21元/㎡

(5)直燃式溴化鋰：夏天16元/㎡冬天35元/㎡

注：1、地源熱泵主機(jī)用的冷熱源來自地下恒定的能源，不存在衰減問題，所以運(yùn)

行費(fèi)用穩(wěn)定，其他形式機(jī)組均存在衰減問題，會引起運(yùn)行費(fèi)用逐年增加。

2、地源熱泵主機(jī)為全自動電腦控制，無須專人看守和勞動;其他形式機(jī)組要有幾

個人去管理和勞動。