地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源(也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等)。由于地熱溫度全年較為穩(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，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北美，如美國、加拿大及中北歐，如瑞士、瑞典等國家取得了較快的發(fā)展，我國地源熱泵市場也正在日趨活躍。

 

  水源熱泵，夏季作“制冷機”應用時，通過冷卻塔與空氣進行熱(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”應用時，如該場合中，無廢熱可利用，又不利用太陽能，則需另設輔助熱源，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熱。只是在制冷工況時，以地熱為高溫熱匯，向地熱放熱;在制熱工況時，以地熱為低溫熱源，向地熱吸熱。地源熱源的不同形式，又使該類熱泵之構(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，需設置取水井與回灌井排放(或吸收)熱量;如以土壤為熱源，需設置地下水平(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，以及應用過程中熱量交換之速率上，都有一定優(yōu)勝，也是目前國內(nèi)在很多地區(qū)正在實驗的形式。但是如果地下水應用不當，會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，損及持久運行;冬季土壤熱量不易吸取與補充，土壤會形成凍結(jié)，破壞地下結(jié)構(gòu)，損及建筑基礎。因而，地源熱泵的應用也是有一定地域與場合的限制。

 

  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，先于以空氣為高溫熱匯的制冷機;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)以地熱熱源為低溫熱源的熱泵。我國制冷空調(diào)制造行業(yè)基本也遵循上述過程發(fā)展的。

 

  中國最早在上世紀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，天津大學熱能研究所呂燦仁教授就開展了我國熱泵的最早研究，1965年研制成功國內(nèi)第一臺水冷式熱泵空調(diào)機。目前，國內(nèi)的清華大學、天津大學、重慶建筑大學、天津商學院、中國科學院廣州能源研究所等多家大學和研究機構(gòu)都在對水源熱泵進行研究。其中清華大學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，不僅為前幾年的實踐所證明是十分有效的措施，也是許多生產(chǎn)廠之未來打算。國內(nèi)的水源熱泵制造廠商中清華同方人工環(huán)境設備公司、山東海陽富爾達是比較早的水源熱泵制造廠家，但目前也有相當多的制冷空調(diào)廠家將其普通的水冷機組改造為水源熱泵。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，引進瑞典專利技術，生產(chǎn)小型水冷冷水機組，在北方市場銷路良好。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)得到廣泛應用。美國能源部和中國科技部于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”，該項目擬在中國的北京、杭州和廣州3個城市各建一座采用地源熱泵供暖空調(diào)的商業(yè)建筑，以推廣運用這種“綠色技術”，緩解中國對煤炭和石油的依賴程度，從而達到能源資源多元化的目的。據(jù)稱“華亭嘉園”即是此項目的應用。2000年6月19至23日在北京由國家科學技術部高新技術開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化司召開了中美地熱泵技術交流會，會議的主題就是“提供運用地熱泵技術為住宅小區(qū)或公用樓宇采暖制冷，大幅降低運行費用的節(jié)能解決方案”的主題。

 

  在未來的幾年中，中國面臨著巨大的能源壓力。一方面，中國的經(jīng)濟要保持較高速度的增長，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，會鼓勵各種節(jié)能設備和技術的推廣，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向就是從以煤為主轉(zhuǎn)為以燃氣，直至以電為主。在中國的能源消耗中，建筑耗能的比例相當高。為了適應市場要求和參加國際競爭，我們必須加快中國品牌的水源熱泵的產(chǎn)業(yè)化研究開發(fā)。

 

  目前中國水源熱泵推廣應用中存在的問題是：水源熱泵作為一種新型的制冷供暖方式，從技術的角度，尤其是熱泵機組的角度上看應當是相當成熟、沒有問題的。但考慮到中國的國情，以及將水源熱泵制冷供暖作為一個整體的系統(tǒng)來推廣應用時，還是存在一些問題：

 

  1) 水源的使用政策

 

  我國目前為了保護有限的水資源，制訂了《中華人民共和國水法》，各個城市也紛紛制訂了自己的《城市用水管理條理》。這些政策均強調(diào)用水審批，用水收費。而審批的標準中對類似水源熱泵技術的要求沒有規(guī)定，所以水源熱泵很容易被用水指標所限制。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，受費的標準全國又不統(tǒng)一，所以結(jié)果可能導致水費偏高，使得水源熱泵的運行節(jié)能費用不足增加的水費，水源熱泵的經(jīng)濟性變查。

 

  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，才能促使其大規(guī)模的發(fā)展。

 

  2) 水源的探測開采技術和費用

 

  在中國，目前對水源，尤其是城市水源的的探測開采技術應當提高，水源熱泵的應用的前提之一就是必須了解當?shù)氐乃吹那闆r，在水源熱泵使用的前期，必須實地對水源的狀況進行調(diào)查，地下水量是否有水、水量是否會足夠，場地是否適合打井和回灌。而探測開采的技術的提高和費用的降低，會推動水源熱泵機組的更好應用。

 

  3) 地下水的回灌技術

 

  水源熱泵若利用地下水，必須考慮水源的回灌，對于回灌技術，必須結(jié)合當?shù)氐?a href="http://mhkwt.com/t/地質(zhì).html" >地質(zhì)情況來考慮，來考慮回灌技術方式。我們對不同地區(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組的推廣使用。

 

  4) 整體系統(tǒng)的設計

 

  水源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能作為一個系統(tǒng)，必須從各個方面考慮，如果水源熱泵機組可以做到利用較小的水流量提供更多的能量，但系統(tǒng)設計對水泵等耗能設備選型不當或控制不當，也會降低系統(tǒng)的節(jié)能效果。同樣，若機組提供了高的水溫，但設計的空調(diào)系統(tǒng)的末端未加以相應的考慮，也可能會使整個系統(tǒng)的效果變差，或者使得整個系統(tǒng)的初投資增加。所以，水源熱泵的推廣應用，需要更多的各個專業(yè)各個領域的人來共同努力共同配合，從政府政策、主機設計制造、系統(tǒng)的設計和運行管理等各個方面都來共同參與。