随着经济的发展和人们生活水平的提高，公共建筑和住宅的供暖和空调已经成为普遍的要求。作为中国传统供热的燃煤锅炉不仅能源利用率低，而且还会给大气造成严重的污染，因此在一些城市中燃煤锅炉在被逐步淘汰，而燃油、燃气锅炉则运行费用很高。地源热泵就是一种在技术上和经济上都具有较大优势的解决供热和空调的替代方式。

从地源热泵原理中我们可以看到地源热泵利用了地能，地源热泵是一种高品质的可再生资源，是一种非常节能的采暖技术，地源热泵是国家建设部重点推荐项目，下面我们从地源热泵原理以及系统循环图中窥见其优势。

地源热泵原理

地源热泵系统是从常温土壤或地表水（地下水），冬季从地下提取热量，夏季把建筑的热量又存入地下，从而解决冬夏两季采暖和空调的冷热源。

地源热泵系统是一种先进的高效节能、无任何污染的采暖空调方式，在建筑用能领域，是作为环保和节能首推的新技术应用项目。2003 年建设部将地源热泵采暖空调技术列为建筑节能新技术成果大力推广，应用和推广地源热泵技术，将对保护环境、提高环境质量、进一步推动和落实蓝天工程起到更好的积极效果。

地源热泵采暖空调系统冬季通过土壤换热器，从地下垂直埋管环路中吸收低品位热能，再借助压缩机系统将低品位的能量提升为高品位的能量，产生 45 -50 ℃ 的热水，可以利用地板采暖、风机盘管、等设施用于采暖，并且可以提供生活热水。同样在夏季，热泵将制冷系统产生的冷凝热释放到地下，制取7 ℃的冷水供应室内空调。

（地源热泵工作原理图）

地源热泵系统使用大自然中大量可重复利用的能源。为了产生 100% 的可利用的热能，一般采暖锅炉需要110%至120%的初级能源（燃油或燃气）。并且这种资源是不可再生的，燃烧后还要造成环境的污染。地源热泵系统正好相反，产生同样所需的热量，它仅需要1/4 的电能，其他3/4 的能量来自大自然中免费的可再生能源。通过使用热泵机组，地球上宝贵而且昂贵的高品位能源将不再浪费，而是用于家庭采暖领域。

（地源热泵系统循环示意图）

地源热泵系统是把热交换器埋于地下，通过水在由高强度塑料管（ PE 管）组成的封闭环路中循环流动，从而实现与大地土壤进行冷热交换的目的。夏季通过机组将房间内的热量转移到地下，对房间进行降温。同时储存热量，以备冬用。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间，对房间进行供暖，同时储存冷量，以备夏用，大地土壤提供了一个很好的免费能量存贮源泉，这样就实现了能量的季节转换。

（地源热泵地下换热示意图）

土壤热交换器埋管形式，地下埋管换热器主要有两种形式，即水平埋管和垂直埋管，选择哪种形式取决于现场可用地表面积、当地岩土类型以及钻孔费用。尽管水平埋管通常是浅层埋管，可采用人工开挖，初投资比垂直埋管小些，但它的换热性能比竖埋管小很多，并且往往受可利用土地面积的限制，所以在实际工程应用中，一般都采用垂直埋管。

（地源热泵夏季换热示意图）

夏天热泵中制冷剂逆向流动，与用户换热的冷凝器变为蒸发器从集水器中的低温水（7 -12 ℃）提取热能，与地下循环液换热的蒸发器变为冷凝器向地下循环液排放热量，循环液中热量再向地下低温区排放，如此循环往复连续地向用户提供7 -12 ℃ 的冷水。

（地源热泵冬季换热示意图）

冬天热泵中制冷剂正向流动，压缩机排出的高温高压R22气体进入冷凝器向集水器中的水放出热量，相变为高温高压的液体，再经热力膨胀阀节流降压变为低温低压的液体进入蒸发器，从地下循环液中吸取低温热后相变为低温低压的饱和蒸汽后进入压缩机吸气端，由压缩机压缩排出高温高压气体完成一个循环。如此循环往复将地下低温热能“搬运”到集水器，从而不断的向用户提供 45 ℃ -50 ℃的热水。