地源热泵的发展趋势
（1）节能技术的发展需求
进入21世纪以来，经济快速的发展和能源消耗的增加，节能问题始终是研究者和商家的努力方向。我国是全球经济增长最快的国家之一，但也是能源消耗大国，能源消费总量仅次于美国，占世界第二位。我国主要矿产资源人均占有量不到全球平均水平的一半。特别是石油资源，供需矛盾日益突出，如不采取积极措施，到2020年，我国石油进口达50％。另外，我国能源利用率很低，仅为30％，而发达国家则高达40％。我国单位产值能耗是世界平均的2.3倍。因此开展节能是我国长期而艰巨的任务，其中空调节能又是居于举足轻重的地位。
地源热泵工作原理图
近年来，我国城镇住房建筑的快速发展直接拉动了空调的快速增长，空调耗能比例又有了上升，特别是夏季的高温，空调对电力的需求已达到矛盾十分尖锐的程度，建筑节能问题也急需解决。以上海为例，2003年夏季的高峰，空调负荷竟占电力负荷的45％。
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进入21世纪，空调技术的发展将为热泵空调的发展与应用创造良好的机遇，将迎来热泵空调新的兴旺发展期。前些年我国大量生产及应用的是空气源热泵，但其最大的缺点是能耗大以及冬季融霜等问题。在当前对空调节能越来越迫切的形势下，水源热泵在我国早已起步，并有可喜的发展势头。水源热泵机组无论是用于水环热泵系统或地源（地表水、地下水、土壤）热泵系统中，均具有明显的节能效果，又可免除冬季融霜的烦恼。据统计资料，我国2004年水源/水环热泵的市场份额仅有1％，2005年水源热泵机组的产量达到了8300多台。可以预见，在我国水源热泵将与空气源热泵平行而互补地发展，从长远角度来看，水源热泵会占据主导地位。水源热泵机组的开发和基础研究的发展，将为地源热泵、水环热泵的广泛应用提供良好的技术基础。
（2）政府的扶持与引导
2005年中国政府提出了贯彻科学发展观，建设资源节约型和环境友好型社会的号召。中国政府在“十一五”规划中提出了节能降耗和污染减排的目标，确定单位国内生产总值能耗每年降低4％左右，主要污染物排放总量每年减少2％的约束性指标。
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2006年受全球性能源危机的影响，中国国内能源价格迅速上涨，能源问题关乎国家安全，受到国家高度重视。2006年8月6日，国发（2006）28号文件，《国务院关于加强节能工作的决定》指出，国家将建立节能目标责任制和评价考核体系，并将目标逐级分解落实到各市、县以及重点耗能企业，实行严格的目标责任制和节能工作问责制。例如在北京，2006年7月北京市以发改委牵头，会同城市相关职能部门，包括规委、建委、环保局、水务局、国土局、科委、财政、市政管委等九个单位出台了第一个热泵政策指导文件——《关于发展热泵系统指导意见的通知》。《关于发展热泵系统指导意见的通知》当中规定使用地源热泵技术的工程，政府都按35～50元/m2的标准给予初投资的补贴。2007年5月出台《关于发展热泵系统的指导意见有关问题的补充通知》，对申领范围和如何申领补贴进行了详细说明。
（3）区域发展优势
①北方地区
在我国中部及北方地区冬季室外气温达到0℃以下后，空气热源热泵运行时，室外换热器容易结霜，这就要增加除霜装置和辅助加热设备，制冷效率更低。越往北空气源热泵使用越少，在东北等寒冷地带基本无法使用空气源热泵。使用地源热泵可以有效地解决这个问题。
在北方，有4个月的采暖期。由于即使在冬季，土壤温度也是比较稳定的，为应用土壤源热泵提供了良好的条件。
②长江流域
中国长江流域及其周边地区有几个省市，是一个人口最密集，经济、文化比较发达的地区。按照我国建筑气候划分，该地区属于“夏热冬冷”地区。最热月份平均温度为25～30℃，且以28～30℃居多，多数地方高于35℃的酷热天气长达半个月至一个月。而且相对湿度经常高达80％左右；冬季潮湿寒冷，最冷月份均平均温度为2～7℃，大多数在2～5℃之间。长江中下游沿岸及以北一带，日最低气温低于5℃的天数长达两个月，甚至三个月的时间，且相对湿度仍然很高，达73％～83％。因此，该地区供冷和供暖大致相当，冷暖负荷基本相同，故适合在该地区推广地源热泵技术，从而充分发挥土壤源蓄能的作用。
长江流域及其周围地区人口集中，能源消耗量大，污染问题突出，而且该地区能源资源相对比较匮乏，能源供给形势严峻。从节约能源、改善能源结构和保护环境这些问题考虑，应该推广地下水、地表水地源热泵机组的应用。
③沿海地区
我国具有丰富的海水资源，大陆海岸线自鸭绿江口至北仑河口，长达1.8万多千米。大中型城市53个，由于经济相对都比较发达，具备发展海水源热泵的经济基础和环境条件。
（4）为了保障地源热泵的正常发展还需要着力解决的问题
①空气源热泵和燃气、燃煤供热技术相对成熟，使得人们选择地源热泵系统时会面临阻力；
②地源热泵技术是暖通空调技术与钻井技术相结合的综合技术，两者缺一不可，这要求工程组织者和工程技术人员能够合理协调、做好充分的技术经济分析；
③目前地下水的回灌技术不完善，在一定程度上会影响以水为低位热源的地下水地源热泵的进一步推广；此外土壤源热泵空调系统钻井对土壤热、湿及盐分迁移的影响研究有待进一步深入，如何使不利因素减少到最小是必须考虑的问题；
④并不是所有的地源热泵系统都是经济合理的，由于钻井费用可能占到整个系统初投资的50％以上，有些投资者可能会回到传统的空调形式；另外，地源热泵系统的安装费用较高，与电制冷、天然气加热系统的130～270元/（kW·h）相比，地源热泵的190～310元/（kW·h）显然是高的，它的回收期一般为5～8年；而且地源热泵系统的维护较为困难，这在一定程度上会影响它的使用；
⑤土壤的特性随地点的变化而有所差别，在某一地区的研究结果可能完全不适用于另一地区，必须进行相应的修正甚至重新研究。
地源热泵的特点
（1）属于可再生能源利用技术
地源热泵是利用地球表面浅层地热资源（通常小于400m深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称为地能，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳能量，比人类每年利用能量总和的500倍还多。它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源的一种形式。
（2）高效节能，运行费低
地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40％，因此要节能和节省运行费用40％左右。另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。
据美国环保署EPA估计，设计安装良好的地源热泵，平均来说可以节约用户30％～40％的供热制冷空调的运行费用。
（3）环境效益显著
地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40％以上，与电供暖相比，相当于减少70％以上，如果结合其他节能措施节能减排会更明显。虽然也采用制冷剂，但比常规空调装置减少25％的充灌量。该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。
（4）一机多用，应用范围广
地源热泵系统可供暖、制冷，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物，地源热泵有着明显的优点。不仅节省大量能源，而且用一套设备可以同时满足供热和供冷的要求，减少了设备的初投资。可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，小型的地源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调。
（5）自动运行
地源热泵机组由于工况稳定，所以机组运行简单可靠，维护费用低；自动控制程度高，使用寿命长，可达到15年以上。地源热泵和传统中央空调机组比较，见表1-1。
当然，像任何事物一样，地源热泵也不是十全十美的，其应用也会受到制约。
（1）可利用的地能条件限制
地源热泵理论上可以利用一切的土壤和水资源，在实际工程中，不同的土壤和水资源利用的成本差异是相当大的。所以在不同的地区是否有合适的土壤和水源成为地源热泵应用的一个关键。目前的地源热泵利用方式中，闭式系统一般成本较高。而开式系统，能否寻找到合适的水源就成为使用水源热泵的限制条件。对开式系统，水源要求必须满足一定的温度、水量和清洁度。
（2）水层的地理结构的限制
对于从地下抽水回灌的使用，必须考虑到使用地的地质的结构，确保可以在经济条件下打井，找到合适的水源，同时还应当考虑当地的地质和土壤的条件，保证用后回灌可以实现。同时，由于地下抽水将影响地下水资源，国家将来是否对此有所限制，也需要关注。
（3）投资的经济性
由于受到不同地区、不向用户及国家能源政策、燃料价格的影响，地源的基本条件不同，一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同。虽然总体来说，地源热泵的运行效率较高、费用较低，但与传统的空调制冷取暖方式相比，在不同地区不同需求的条件下，地源热泵的投资经济性会有所不同。
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