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，破壞地下結構，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年研制成功國內第一臺水冷式熱泵空調機。目前，國內的清華大學、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過多年的研究已形成產業(yè)化的成果，已建成數個示范工程。

 

  以水源(地源)熱泵產品切人家用與大中型中央空調市場，不僅為前幾年的實踐所證明是十分有效的措施，也是許多生產廠之未來打算。國內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，要求能源結構調整。能源利用效率提高，會鼓勵各種節(jié)能設備和技術的推廣，能源結構調整的方向就是從以煤為主轉為以燃氣，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地的水源的情況，在水源熱泵使用的前期，必須實地對水源的狀況進行調查，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，必須結合當地的地質情況來考慮，來考慮回灌技術方式。我們對不同地區(qū)的地質結構了解的還不多，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。