地源熱泵技術(shù)進(jìn)入北美已經(jīng)有近30年的歷史，由于其節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，得到了政府的大力支持，發(fā)展非常迅速。目前，在美國(guó)的商業(yè)建筑中，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)已占空調(diào)總保有量的19％，其中新建筑中占30％。1997年11月，美國(guó)能源部與中國(guó)科技部簽署《中美能源效率及可再生能源合作議定書》，全面啟動(dòng)兩國(guó)政府在能源領(lǐng)域的合作，開始在中國(guó)大力推廣地源熱泵技術(shù)。如今，地源熱泵空調(diào)已經(jīng)逐漸成為行業(yè)內(nèi)的又一熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)的地源熱泵市場(chǎng)也日趨活躍?？梢灶A(yù)計(jì)，地源熱泵技術(shù)將會(huì)成為21世紀(jì)最有效的供熱和供冷空調(diào)技術(shù)。
地源熱泵中央空調(diào)是一種高檔次的新能源耐用商品，地源熱泵系統(tǒng)具有經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保等多方面的優(yōu)勢(shì)，也不存在分體空調(diào)那樣影響建筑外觀造型美，同時(shí)彌補(bǔ)了我國(guó)傳統(tǒng)的供暖制冷方式存在的許多問題，更重要的是在很大程度上為社會(huì)節(jié)省了能源，為環(huán)境減少了污染，緩解了電荒，也節(jié)省了開支。選用節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品符合人類環(huán)境保護(hù)與能源可持續(xù)發(fā)展的政策，也為人類可持續(xù)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。
地源熱泵原理太陽能的47%被地表吸收，因此地表淺層蘊(yùn)涵著大量取之不盡的能量，超過每年利用能量的500倍，并且不受地域限制，無處不在。由于近乎無限且持續(xù)恒定的特點(diǎn)，使得地能成為最易被利用的清潔、可再生能源。同樣，地下水、河流和湖泊也吸收了大量太陽能。在地源熱泵系統(tǒng)中，地球成為無窮大的“冷卻塔”或“鍋爐”。
地源熱泵中央空調(diào)就是以水為承載能量的載體，將空調(diào)排放熱量散入土壤或從土壤中提取熱量供給室內(nèi)。即在冬季，把地能中的熱量“取”出來，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖；夏季，把室內(nèi)的熱量取出來，釋放到地能中去。
地源熱泵是對(duì)太陽能的有效間接利用。
地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)
高效節(jié)能：能效比高，一般為4.0-4.9，即用1kW的電能即可產(chǎn)生4kW的熱量或冷量。據(jù)美國(guó)環(huán)保署（EPA）評(píng)估,地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用比傳統(tǒng)中央空調(diào)約節(jié)省50%。
綠色環(huán)保：地源熱泵所吸取和排放的能量都來自地表淺層土壤、地下水或地表水，屬清潔可再生能源，不向大氣排放廢氣物或廢熱，無污染。
安全可靠：地能溫度恒定的特性，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，沒有普通中央空調(diào)冬季熱泵能力的衰減現(xiàn)象，機(jī)組壽命長(zhǎng)。地源熱泵系統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件少，所有的部件不是埋在地下就是安裝在室內(nèi)，避免了室外的惡劣氣候。系統(tǒng)簡(jiǎn)單，故障點(diǎn)少，無須專人管理，維修費(fèi)用低。
使用靈活：地源熱泵系統(tǒng)可供暖、供冷，還可提供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。
獨(dú)立計(jì)費(fèi)：可分區(qū)、分戶安裝，單獨(dú)控制，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立計(jì)費(fèi)功能。
地源熱泵系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于賓館、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等建筑，以及別墅住宅的采暖、空調(diào)。
地源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用形式
地源熱泵系統(tǒng)是以巖土體或地下水、地表水為低溫?zé)嵩?，由水源熱泵機(jī)組、地能采集系統(tǒng)、室內(nèi)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成的供熱空調(diào)系統(tǒng)。根據(jù)地能采集形式的不同，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的形式可分為地埋管、地下水和地表水三種主要形式，如地埋管、地下水、地表水；針對(duì)大型建筑或冷熱需求差異較大建筑，通常會(huì)采用混合系統(tǒng)形式。將冷卻塔或輔助熱源與地下埋管系統(tǒng)合用。這樣可以降低埋管系統(tǒng)的投資，平衡冷熱需求。實(shí)際應(yīng)用中，建筑水景及城市熱網(wǎng)或其他建筑內(nèi)廢熱都是設(shè)計(jì)良好的混合系統(tǒng)的有機(jī)組合。
地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際中的應(yīng)用案例－寧波鄞州銀行綜合大樓
工程概況寧波鄞州區(qū)合作銀行綜合大樓是一幢集辦公、休閑于一體的綜合性多功能大樓。地上21層，裙房二層，地下一層?？偨ㄖ娣e36000m2，空調(diào)面積約25000m2。1-2層主要用于營(yíng)業(yè)廳、餐廳；3層主要是計(jì)算機(jī)房；三層以上主要用于辦公。
空調(diào)方案：
該工程采用地源熱泵系統(tǒng)夏季供冷，冬季供暖。夏季空調(diào)冷負(fù)荷約3164KW，冬季熱負(fù)荷約1800KW。整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)分為室內(nèi)部分和室外部分。
室內(nèi)部分：
1-2層營(yíng)業(yè)廳和餐廳空調(diào)設(shè)計(jì)采用風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)，冷熱源由2臺(tái)700KW的水-水型地源熱泵機(jī)組提供；3層計(jì)算機(jī)房采用水冷恒溫恒濕機(jī)送風(fēng)，單獨(dú)成一個(gè)系統(tǒng)；4-21層塔樓部分采用水-空氣型地源熱泵機(jī)組送風(fēng)，機(jī)組分區(qū)布置，便于單獨(dú)控制機(jī)組的啟停，新風(fēng)經(jīng)地源新風(fēng)機(jī)組獨(dú)立處理，保證室內(nèi)空氣品質(zhì)。
室外換熱部分：
采用混合式地源系統(tǒng)，即地下耦管加冷卻塔輔助換熱的形式。在地下室以下打孔，鉆孔總計(jì)420個(gè)，孔徑110mm，孔深約75m，有16個(gè)同程環(huán)路。水-水機(jī)組完全通過室外耦管夏季向土壤放熱，冬季從土壤取熱；3層以上空調(diào)系統(tǒng)冬季完全由地耦管從土壤吸熱，夏季則以地耦管散熱為主，輔以冷卻塔放熱。寧波鄞州銀行工程于于2005年6月完工，目前空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，每年節(jié)省費(fèi)用約40%。青島國(guó)際帆船中心媒體館（奧運(yùn)項(xiàng)目）
工程概況：
媒體中心地處帆船中心的最南端，三面環(huán)海，東靠燕兒島山。建筑面積8199平方米，分為地下一層，地上二層（局部三層）。地下一層為商業(yè)用房，地上部分為餐廳、辦公及會(huì)議室，奧運(yùn)期間為帆船比賽的新聞媒體中心。夏季空調(diào)冷負(fù)荷1656KW，冬季熱負(fù)荷約1422KW，海水進(jìn)出水溫度夏季24/29.5℃，冬季3.7/0.7℃
空調(diào)方案
以海水作為空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源，由兩臺(tái)潛水泵提升海水，海水經(jīng)過提升后經(jīng)過快速除污器除去海水中的細(xì)砂等雜質(zhì)，然后再經(jīng)過板式換熱器（材質(zhì)為鈦板）換熱，最后匯入大海。室內(nèi)系統(tǒng)采用15臺(tái)WFI的R410A水-水地源熱泵機(jī)組，分成3組，分別設(shè)置在機(jī)房里。目前該工程在2006年8月份投入使用，空調(diào)系統(tǒng)完全達(dá)到預(yù)期效果。成為8月16日-30日在青島舉辦的國(guó)際帆船比賽的有利保障。
在美國(guó)，地源熱泵系統(tǒng)近年來在美國(guó)的發(fā)展非常迅速，截止1985年全國(guó)共有14,000臺(tái)地能中央空調(diào)系統(tǒng)，而1997年就安裝了45，000臺(tái)，到目前為止已安裝了400，000臺(tái)，而且每年以10％的速度穩(wěn)步增長(zhǎng)。美國(guó)地能中央空調(diào)系統(tǒng)工業(yè)已經(jīng)成立了由美國(guó)能源部、環(huán)保署、愛迪遜電力研究所及眾多地能中央空調(diào)系統(tǒng)廠家組成的美國(guó)地能中央空調(diào)系統(tǒng)協(xié)會(huì)，該協(xié)會(huì)在近年中將投入一億美元從事開發(fā)、研究和推廣工作。美國(guó)截至目前已經(jīng)安裝40萬臺(tái)地能中央空調(diào)系統(tǒng)，相當(dāng)于降低溫室氣體排放1百萬噸，相當(dāng)于減少50萬輛汽車的污染物排放或種植樹1百萬英畝，年節(jié)約能源費(fèi)用達(dá)4.2億美元，此后，每年節(jié)約能源費(fèi)用再增加1.7億美元。
我國(guó)的地源熱泵事業(yè)近幾年已開始起步，而且發(fā)展勢(shì)頭看好。政府大力提倡發(fā)展地源熱泵系統(tǒng)。各地政府先后出臺(tái)了很多具體的鼓勵(lì)政策。例如北京市政府規(guī)定，凡是使用地源熱泵的項(xiàng)目，政府將從本市固定資產(chǎn)投資中安排一次性補(bǔ)助，補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)為地下（表）水源熱泵60元/平方米，地源熱泵70元/平方米。而寧波市政府也規(guī)定了工程總投資的8%的補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，各科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)單位也對(duì)地源熱泵系統(tǒng)也作了大量的技術(shù)開發(fā)，并積累了豐富的工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。只要科研機(jī)構(gòu)與各企業(yè)共同努力，輔以政府機(jī)構(gòu)的大力支持，中國(guó)的地源熱泵產(chǎn)業(yè)定會(huì)迅猛發(fā)展。