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地源熱泵原理
隨著空調設備的日益普及，建筑耗能量勢必將迅猛增加，對大氣環境的污染也將日趨嚴重。如何在建筑熱舒適條件得到改善的條件下把建筑耗能量減下來，減輕對大氣環境的污染，成了暖通界人士首要其沖需要解決的問題。現階段，在保證使用功能不降低的情況下，我們應采取各種有效的技術和管理措施，把新建房屋建筑的能耗較大幅度地降下來，對原有建筑物有計劃地進行節能改造，達到節省能源、保護環境和提高人民生活質量的目的[1].地源熱泵作為一種有益環境、節約能源和經濟可行的建筑物供暖及制冷新技術越來越受到關注。它是利用地下相對穩定的土壤溫度，通過媒介質來獲取土壤內冷(熱)能量的新型裝置，可一年四季方便地調節建筑內的溫度。由于該制冷供熱方式不存在能量形式的轉換，幾乎是一種能量的“搬運”過程，因而其能量轉換效率高、運營成本低。
同時，地源熱泵系統也為改善夏熱冬冷地區建筑熱條件這個世界性難題提供了很好的解決辦法;夏熱冬冷地區，其七月氣溫比同緯度其他地區一般高出2℃左右，是在這個緯度范圍內除沙漠干旱地區以外最炎熱的地區;再加上這個地區水網地帶多，十分潮濕，濕度常保持在80%左右，由于人體排汗難以揮發，普遍感到悶熱難受。而一月的氣溫比同緯度其他地區一般要低8—10℃，而且濕度又高，達到73%～83%[6];這期間日照相對又較少，潮濕水汽從人體中吸收熱量，因而陰冷寒涼。然而由于長江中下游地區是傳統上的非采暖地區，居住建筑缺乏節能設計標準，建筑圍護結構的保溫隔熱性能要比采暖地區差得多;夏季通常采用風冷空調來供冷，冬天人們往往又借助于高位能的電來采暖。因此，該地區的能量使用效率相當低。考慮到該地區夏季供冷天數和冬季供熱天數相當，地源熱泵系統可以充分發揮地下蓄能的特點，進行能量季節遷移，用最少的能耗獲得較大的受益。
地源熱泵的分類及其各自特點
地源熱泵在國內也被稱為地熱泵，根據利用地熱源的種類和方式不同可以分為以下三類：土壤源熱泵或稱土壤耦合熱泵(GCHP)，地下水熱泵(GWHP)，地表水熱泵(SWHP)。
土壤源熱泵以大地作為熱源和熱匯，熱泵的換熱器埋于地下，與大地進行冷熱交換。土壤源熱泵系統主機通常采用水—水或熱泵機組或水—氣熱泵機組。根據地下熱交換器的布置形式，主要分為垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管三類。
垂直埋管換熱器通常采用的是U型方式，按其埋管深度可分為淺層(<30m)，中層(30～100m)和深層(>100m)三種。埋管深，地下巖土溫度比較穩定，鉆孔占地面積較少，但相應會帶來鉆孔、鉆孔設備的經費和高承壓埋管的造價提高。總的來說，垂直埋管換熱器熱泵系統優勢在于：(1)占地面積小;(2)土壤的溫度和熱特性變化小;(3)需要的管材最少，泵耗能低;(4)能效比很高。而劣勢主要在于：由于相應的施工設備和施工人員的缺乏，造價偏高。
水平埋管換熱器有單管和多管兩種形式。其中單管水平換熱器占地面積最大，雖然多管水平埋管換熱器占地面積有所減少，但管長應相應增加來補償相鄰管間的熱干擾。水平埋管換熱器熱泵系統由于施工設備廣泛使用而且施工人員易找，又加上許多家庭有足夠大的施工場地，因此造價就可以減下來。除需要較大場地外，水平埋管換熱器系統的劣勢還在于：運行性能上不穩定(由于淺層大地的溫度和熱特性隨著季節、降雨以及埋深而變化);泵耗能較高;系統效率降低。
蛇行埋管換熱器比較適用于場地有限又較經濟的情況下。雖然挖掘量只有單管水平埋管換熱器20%～30%，但是用管量會明顯增加。這種方式優缺點類似于水平埋管換熱器，所以有的文獻將其歸入水平埋管換熱器。
在冬季，地源熱泵系統通過埋在地下的封閉管道(稱為環路)從大地收集自然界的熱量，而后由環路中的循環水把熱量帶到室內，再由裝在室內的地源熱泵系統驅動的壓縮機和熱交換器把大地的能量集中，并以較高的溫度釋放到室內。
在夏季，此運行程序則相反，地源熱泵系統將從室內抽出的多余熱量排入環路而為大地所吸收，使房屋得到供冷。
地源熱泵：冬天不干燥、夏天不吹刺骨冷風，舒適度比一般空調高50%。供冷、供熱、供生活熱水。高效節能環保，在全世界得到大力推廣。
