地源热泵（Groundsourceheatpump）也称为地热热泵（Geothermalheatpump），它是以地源能土壤、地下水、地表水、低温地热水和尾水作为热泵夏季制冷的冷却源、冬季采暖供热的低温热源的系统，同时也是实现采暖、制冷和生活用水的一种系统。它用来替代传统的用制冷机和锅炉进行空调、采暖和供热的模式，是改善城市大气环境和节约能源的一种有效途径，也是国内地源能利用的一个新发展方向。地源热泵系统根据不同的构成形式有不同的名称：地耦合式热泵、土壤热源热泵、水源热泵、地热热泵、闭环热泵、太阳能热泵、地源热泵等。
1.地源热泵背景现状
我国自20世纪50年代起一些单位开始了热泵研究工作，但其发展缓慢。直到80年代初，为了利用低品位能源和回收大量工业余热，热泵在各个领域的研究逐步形成热潮，热泵技术得到较快的发展，并有了初步的成效。1983年，在北京召开了中国制冷学会低位热泵与热泵技术会议，发表了我国在这方面的研究成果，并指出必须进一步探讨通过热泵提高能源利用率。
2.地源热泵原理
地源热泵，就是把传统空调的冷凝器或蒸发器直接埋入地下，使其与大地进行热交换，或是通过中间介质（通常是水）作为热载体，使中间介质在封闭环路中通过大地循环流动，从而实现与大地进行热交换的目的。也就是说，地源热泵是以大地为热源对建筑物进行空气调节的设备。冬天通过热泵将大地中低位热能提高品位对建筑供暖，同时储存冷量，以备夏用；夏季通过热泵将建筑内的热量转移到地下，对建筑进行降温，同时储存热量，以备冬用。夏热冬冷地区供冷和供暖天数大致相等，冷暖负荷基本相同，用同一系统，可以充分发挥地下储能的作用。热泵装置工作原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺循环工作的，所不同的只是工作温度范围不同。图1中，Ta是环境温度；To是低温物体的温度；Th是高温物体的温度。a表示热泵装置，它从环境中吸取热量传递给高温物体，实现供热目的；b表示制冷机，它从低温物体吸取热量传递给环境，实现制冷目的；c表示供冷供热联合循环机，它从低温物体吸热，实现制冷，同时又把热量传递给被加热的物体，实现供热的目的。
根据热力学第二定律，当以高位能作补偿条件时，热量可以从低温物体转移到高温物体。因而热泵循环中，为了向被加热的物体供热Q，要消耗功W。按热泵驱动的形式，可把常见的热泵分为四种：
1）机械压缩式热泵；
2）吸收式热泵；
3）蒸汽喷射式热泵；
4）热电热泵。
3.地源热泵优点
地源热泵存在以下优点：
1）不向建筑外大气环境排放废冷或废热，有利于环保；
2）室外换热器埋在地下，不存在冬季除霜问题；
3）不影响建筑外立面的美观；
4）全年土壤温度波动小且数值相对稳定。夏季土壤中的温度低于气候条件下的地面空气温度，冬季土壤中温度高于对应气候条件下的地面空气温度。理论上讲，降低冷凝温度和提高蒸发温度都可提高循环效率，达到节能的效果；
5）在室外空气温度处于极端状态时，用户对能源需求量处于高峰期。而由于土壤对地面空气温度波动有衰减和延迟，和空气热源相比，在相同的条件下，它可以分别提高夏季或冬季的供冷量或供热量；6）利用土壤的蓄热能力，将夏季空调房间中的热量排入土壤中，冬季供暖时取用。将冬季供暖房间中的冷量排入土壤中，夏季制冷时取用，可满足冬夏两季供暖与制冷的需求，而且不会对大气环境造成热污染及噪声污染。
4.地源热泵存在的问题
1）土壤特性问题。地源热泵系统的性能好坏与当地土壤热特性密切相关，地热源的最佳间隔和深度取决于当地土壤的热物性和气候条件。土壤的热特性研究主要包括土壤的能量平衡、热工性能、土壤中的传热与传湿以及环境对土壤热物性的影响等。
2）地下换热器传热机理的理论研究繁多，但缺乏理论与实践的有效结合，缺乏多环境下应用技术的系统研究以及实际有效的强化传热方法。
3）不同冷、热负荷下，地下换热器与热泵系统最佳匹配技术的研究不够。90年代以来，地热空调技术的研究热点依然集中在地热能换热器的换热机理、强化换热及热泵系统与地热能换热器匹配等方面。与前一阶段单纯采用“线源”传热模型不同，最新的研究更多地开始关注相互耦合的传热、传质模型，以更好地模拟地热能换热器的真实换热情况；同时开始研究采用热物性更好的回填材料，以强化土壤埋管在土壤中的导热过程，从而降低系统用于安装土壤埋管的初投资；为进一步优化系统，国外有关地热能换热器与热泵装置的最佳匹配参数的研究也在开展。
4）热泵技术与其他技术的配合问题：地源热泵技术是暖通空调技术与钻井技术相结合的综合技术，两者缺一不可，这要求工程组织者和工程技术人员能够合理协调、做好充分的技术经济分析。
5.自己的观点
地源热泵技术虽然具有很大的潜力，但是不会小规模应用，只能在很大程度上进行大规模的使用，至于初期投资，运行稳定性以及由于地源热泵而造成的影响应该深入研究，从而实现其可行性。由于地源热泵的冷热源不同，不同区域的设计绝对不能照抄，只能通过对比分析，结合当地的实际情况来设计适合于实际情况的地源热泵。
6.展望
随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，高效环保节能的供热和制冷空调已成为城镇居民的基本生活需求，市场前景很好。另外，由于形式多样，安装灵活，地源热泵将为我国中小城市，甚至广大农村人民生活质量的提高做出贡献。在地源热泵技术的应用中，尽管还有许多技术问题需要解决，但由于其技术上的优势和节能、环保、可持续发展的优点，是建筑物供暖和制冷的合理可行选择方案之一。在能源可持续发展战略中，地源热泵将倍受人们的重视与青睐。
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