在建筑供熱空調中采用地源熱泵技術可以有效地提高一次性能源利用率.減少溫室效應氣體CO2和其他燃燒產生的污染物的排放，是一種可持續(xù)發(fā)展的建筑節(jié)能新技術。地下水熱泵和地表水熱泵系統(tǒng)受水資源條件的制約.應用范圍受到制。地源熱泵(地下?lián)砗蠠岜孟到y(tǒng))適用范圍廣.運行費用低，節(jié)能和環(huán)保效益顯著。

地源熱泵與建筑供熱空調

隨著經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，公共建筑和住宅的供熱和空調已成為普遍的需求。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)的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調系統(tǒng)。地源熱泵通過輸人少量的高品位能源(如電能)，實現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉移。

地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調的冷源，即在冬季，把地能中的熱量“取”出來，提高溫度后，供給室內采暖;夏季，把室內的熱量取出來，釋放到地能中去。地源熱泵是能有效節(jié)省能源、減少大氣污染和CO2排放的供熱和空調新技術�？梢灶A見，該項技術將會成為21世紀最有效的供熱和制冷空調技術。

熱泵原理與組成

熱泵(制冷機)是通過做功使熱量從溫度低的介質流向溫度高的介質的裝置。建筑的空調系統(tǒng)一般應滿足冬季的供熱和夏季制冷兩種相反的要求。傳統(tǒng)的空調系統(tǒng)通常需分別設置冷源(制冷機)和熱源(鍋爐)。建筑空調系統(tǒng)由于必須有冷源(制冷機)，如果讓它在冬季以熱泵的模式運行，則可以省去鍋爐和鍋爐房，不但節(jié)省了初投資，而且全年僅采用電力這種清潔能源，大大減輕了供暖造成的大氣污染問題。

熱泵空調系統(tǒng)通常由制冷劑環(huán)路、室內環(huán)路和低溫熱源換熱環(huán)路等環(huán)路組成。有的還設有加熱生活熱水的環(huán)路。不同類型的熱泵，其制冷劑環(huán)路和室內環(huán)路基本相同，但其低溫熱源換熱環(huán)路各有不同。如分體空調的室外機是空氣源熱泵的低溫熱源換熱環(huán)路，而地熱換熱器則是地源熱泵的低溫熱源換熱環(huán)路。

熱泵特點

采用熱泵為建筑物供熱可以大大降低一次性能源的消耗。人們通常通過直接燃燒礦物燃料(煤、石油、天然氣)產生熱量，并通過若干個傳熱環(huán)節(jié)最終為建筑供熱。在鍋爐和供熱管線沒有熱損失的理想情況下，一次性能源利用率(即為建筑物供熱的熱量與燃料發(fā)熱量之比)最高可為100%。如果先利用燃燒燃料產生的高溫熱能發(fā)電，然后利用電能驅動熱泵

從周圍環(huán)境中吸收低品位的熱能，適當提高溫度再向建筑供熱，就可以充分利用燃料中的高品位能量，大大降低用于供熱的一次性能源消耗。

熱泵是減少CO2排放量的最經濟有效的技術�，F(xiàn)在全世界約有1.4億臺熱泵在運行，總供熱量約為每年4.9x109GJ，每年減少CO2排放量約為1.4億噸。隨著熱泵技術的進一步改進和發(fā)電效率的進一步提高，采用熱泵技術供熱使全世界CO2排放量減少16%是有可能的。因此，它是建筑節(jié)能和減少CO2排放的關鍵技術之一。除了減少礦物燃料的消耗以外，由于在大型電站中集中燃燒礦物燃料發(fā)電有利于采用先進技術除去或減少燃燒產物中的粉塵、SO2和NOX等大氣污染物，采用電動熱泵供熱與分散的鍋爐房供熱相比還可以大大減少燃煤產生的大氣污染。

熱泵還能夠充分利用可再生能源，是一項可持續(xù)發(fā)展技術。熱泵利用的低溫熱源通常是環(huán)境(大氣、地表水和大地)或各種廢熱。由熱泵從這些熱源吸收的熱量屬于可再生的能源。如地源熱泵冬季把大地中的熱量升高溫度后對建筑物供熱，同時使大地的溫度降低，即儲存了冷量，可供夏季使用;夏季通過熱泵把建筑物中的熱t(yī)傳輸給大地，對建筑物降溫，同時在大地中儲存熱量以供冬季使用。這樣大地就起到了蓄能器的作用，進一步提高了空調系統(tǒng)全年的能源利用效率。

熱泵的分類及技術分析

就其性質來分，國外的文獻通常把熱泵分為空氣源熱泵(airsourceheatpump,ASHP)和地源熱泵(groundsourceheatpump,GSHP)兩大類。地源熱泵又可進一步分為地表水熱泵(surface-waterheatpump,SWHP)、地下水熱泵(groundwaterheatpump,GWHP)和地下禍合熱泵(ground-coupledheatpump,GCHP).

地下水熱泵

地下水源熱泵系統(tǒng)的熱源是從水井或廢棄的礦井中抽取的地下水。經過換熱的地下水可以排人地表水系統(tǒng)，但對于較大的應用項目通常要求通過回灌井把地下水回灌到原來的地下水層。水質良好的地下水可直接進人熱泵換熱，這樣的系統(tǒng)稱為開式環(huán)路。實際工程中更多采用閉式環(huán)路的熱泵循環(huán)水系統(tǒng)，即采用板式換熱器把地下水和通過熱泵的循環(huán)水分隔開，以防止地下水中的泥沙和腐蝕性雜質對熱泵的影響。

由于地下水溫常年基本恒定，夏季比室外空氣溫度低，冬季比室外空氣溫度高，且具有較大的熱容量，因此地下水熱泵系統(tǒng)的效率比空氣源熱泵高，COP值一般在3一4.5，并且不存在結霜等問題。最近幾年地下水源熱泵系統(tǒng)在我國得到了迅速發(fā)展。

但是，地下水熱泵系統(tǒng)的應用也受到許多條件的限制。首先，這種系統(tǒng)需要有豐富和穩(wěn)定的地下水資源作為先決條件。按常規(guī)計算，10,000m2的空調面積需要的地下水量約120m3/hr。地下水熱泵系統(tǒng)的經濟性還與地下水層的深度有很大的關系。如果地下水位較低，不僅成井的費用增加，運行中水泵的耗電將大大降低系統(tǒng)的效率。

此外，雖然理論上抽取的地下水將回灌到地下水層，但目前國內地下水回灌技術還不成熟，在很多地質條件下回灌的速度大大低于抽水的速度，從地下抽出來的水經過換熱器后很難再被全部回灌到含水層內，造成地下水資源的流失。再者，即使能夠把抽取的地下水全部回灌，怎樣保證地下水層不受污染也是一個棘手的問題。