北京市是偉大祖國的首都，為改善空氣環境、減少大氣污染，市委市政府早在2000年就提出了大氣污染治理規劃。在城區內利用清潔能源取代燃煤鍋爐，禁止新建燃煤鍋爐。水源熱泵空調作為一種清潔、節能、環保新技術很快被人們認識和接受。但在水源熱泵系統的推廣應用中，如何合理地抽取和回灌地下水是困惑用戶的首要問題。在水文地質條件相對差的地區，回灌很難，出現了個別項目難以實現地下水的100%回灌，系統運行不穩定。

 

  地源熱泵空調系統正好彌補了水源熱泵系統的不足，它通過密閉的PE換熱管與地層進行熱交換，為熱泵提供冷熱源，不再需要提取和回灌地下水。它的成功應用和示范，使在水文地質條件較差的地區也能使用地能資源。本文將對比水源熱泵和地源熱泵系統，以及它們所適用的地質條件和地區，并通過對朝陽區綠化局辦公樓地源熱泵空調系統的介紹，使大家對地源熱泵進一步了解。一、地能熱泵系統的介紹1.1地能概述人類賴以生存的地球蘊藏著豐富的各類礦產資源，同時它還是一個非常巨大的能量資源庫。以淺層地表為例，據調查地表以下5~10米的地層溫度就不隨室外大氣溫度的變化而變化，常年維持在15~17℃。這樣的溫度相對于北京等的北方城市，冬季它比大氣溫度（5~-15℃）高，是可利用的低品位熱源；夏季它比大氣溫度（25~40℃）低，是可利用的冷源。

 

  地能熱泵系統就是利用地層的冬暖夏涼的特性，通過提取和釋放地層中的熱量，實現冬季供暖和夏季制冷。冬季通過輸入1kW的電能，熱泵機組可吸收2.5~3kW的地能，為建筑物提供3.5~4kW的熱能；夏季通過輸入1kW的電能，能為建筑物提供3.5~4kW的冷能。而該項目技術成功的關鍵就在于如何從地層中提取和釋放熱能。水源熱泵和地源熱泵都屬于地能熱泵的范疇，不同之處就在于它們提取和釋放地能的方式不同。1.2水源熱泵和地源熱泵1.2.1水源熱泵系統水源熱泵是通過抽取與地層同溫度的地下水，機組與地下水換熱后，地下水通過回灌井回灌到地層中。根據系統負荷量及需水量的大小，地層的出水能力和回灌能力來設計抽水井和回灌井的數量。

 

  抽灌井可為一抽一灌、一抽多灌或多抽多灌。1.2.2地源熱泵系統地源熱泵系統通過在密閉的換熱管里循環的循環液與地層之間進行熱量交換，冬季吸熱、夏季散熱。根據系統負荷量的大小，地層的導熱能力來設計換熱孔形式、數量和深度。

 

  北京市水文地質條件相對較好的地區主要分布在永定河古河道，潮白河古河道等，比較適合應用水源熱泵的地區有：海淀區南部、石景山區、豐臺區、大興北部、城區、順義縣城東北部等部分地區。根據具體地點的水文地質條件不同，其單井的抽水量和回灌量都有所不同。

 

  基本上所有的地區都能使用地源熱泵，但平原區，如海淀北部、朝陽區、昌平區、順義南部、通縣、大興南部等地區，地層顆粒細換熱孔施工容易，成孔費用相對較低；山區及山前地區，由于地層為巖石地層或顆粒較大，鉆孔費用較高。三、地源熱泵案例北京市朝陽區綠化局位于朝陽區紅領巾公園橋西北側，新辦公樓總建筑面積為4000m2，其中地上局部三層，地下一層。辦公樓于2003年初開始建設，由于距離城市熱源主干道較遠，如采用燃氣鍋爐或城市熱力供暖都需要投入很大的接口費用。因為紅領巾公園所處地區，地層顆粒較細，主要以粘土、粉細砂、粗砂和砂礫層為主，所以選用了地源熱泵系統。

 

  建筑物的總熱負荷為450kW（含30kW生活熱水負荷），總冷負荷為480kW。空調系統選用東宇制冷設備廠生產的GWHP530Y30型水水熱泵機組。地埋管系統布置在辦公樓東側道路下，換熱孔共計26眼，成兩列排布，孔間距為4米。每孔下入DN32的高密度聚氯乙烯（HDPE）換熱管4個，底部采用U型接頭（雙U型）。換熱孔一次埋設成功后，地面鋪設了道路。

 

  系統建成后經過了一個采暖季和一個制冷季，運行穩定，效果非常好。采暖季運行費用僅為16元/m2季，制冷季運行費用僅為18元/m2季。四、結論地源熱泵系統是清潔、節能、經濟并環保的技術，利用少量的電能即可實現供暖和供冷。同時換熱孔系統不需要提取和回灌地下水，在水文地質條件較差的地區也能實現地能利用。地源熱泵系統的推廣和應用，將會促進“藍天工程”的實施，在能源結構的調整中占有一席之地。