地表水源熱泵系統(tǒng)的熱源是池塘、湖泊或河溪中的地表水。地表水源熱泵主要分為閉路系統(tǒng)和開路系統(tǒng)。在寒冷地區(qū)，開路系統(tǒng)并不適用，只能采用閉路系統(tǒng)。地表水源熱泵具有造價(jià)相對(duì)低廉、泵耗能低、維修方便以及運(yùn)行費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)。但這種地表水源熱泵系統(tǒng)也受到自然條件的限制。在公用的河流中、管道或水中的其他設(shè)備容易受到損害。如果河流、湖泊過小或過淺，水的溫度會(huì)隨氣候發(fā)生較大的變化，容易產(chǎn)生效率降低、制冷或供熱能力降低的后果。這種技術(shù)沿海城市采用得較多。

　　4地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)勢及經(jīng)濟(jì)效益

　　4.1充分利用自然資源實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能

    太陽能是取之不盡的可再生綠色能源，地表淺層相當(dāng)于一個(gè)巨大的太陽能集熱器，它收集了47%的太陽能，比人類每年利用能量的500倍還多。地源熱泵在冬季就是利用這種儲(chǔ)存于地表淺層的無限的能源作為熱源;在夏季則以地表淺層恒定的地能溫度作冷源，只需小功率的壓縮機(jī)就可實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的空調(diào)系統(tǒng)。調(diào)研結(jié)果表明，使用地源熱泵技術(shù)比風(fēng)冷熱泵節(jié)能40%，比電采暖節(jié)能70%，比燃?xì)鉅t效率提高48%，所需制冷劑比一般空調(diào)減少50%，是真正意義上的高效節(jié)能。

　　4.2具有極大的環(huán)境效益

    傳統(tǒng)的供暖、空調(diào)方式分別解決冬季供暖和夏季制冷。其系統(tǒng)投資大、占地多，且對(duì)環(huán)境的影響很嚴(yán)重。大氣是人類賴以生存的最基本環(huán)境要素之一。然而，由于冬季采用煤炭、燃油和天然氣等作為燃料，燃燒產(chǎn)生的大量污染物，包括大量的, , 等氣體造成的大氣污染，嚴(yán)重破壞著大氣環(huán)境，降低了人們的生活質(zhì)量。夏季使用的空調(diào)系統(tǒng)同樣存在著:排放，作為重要的溫室氣體是造成全球性氣候變化的主要因素之一。

將大量廢熱排人大氣，產(chǎn)生了熱島效應(yīng)，同時(shí)還產(chǎn)生令人難以忍受的噪音，使得外界空間環(huán)境條件更加惡化。而地源熱泵則利用大地的蓄熱能力，把夏季多余的熱能排人大地留作冬季取用，把冬季多余的冷能留作夏季取用，源頭上根除了空調(diào)系統(tǒng)對(duì)城市熱島的效應(yīng)。地源熱泵的污染物排放很低，系統(tǒng)所使用的制冷劑在工廠里注人并被完全密封，使用過程中絕無泄漏，用戶任何時(shí)候均不必添補(bǔ)制冷劑，因而減少了對(duì)臭氧層的破壞。熱泵系統(tǒng)可以建造在居民區(qū)內(nèi)，在冬季供暖時(shí)省去了鍋爐和鍋爐房，沒有燃燒，沒有排煙;也沒有廢棄物，不需要堆放燃料、廢物的場地，不用遠(yuǎn)距離輸送熱量，極大限度地改善其他空調(diào)方式的及顆粒物等污染物的排放量;供冷時(shí)省去了冷卻塔，避免了冷卻塔噪音及霉菌污染。地源熱泵所使用的地下水可全部回灌，不會(huì)對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生污染;地源熱泵系統(tǒng)不直接消耗煤或燃油、天然氣等礦物燃料，從而達(dá)到了綠色環(huán)保的要求。

　　4.3運(yùn)行穩(wěn)定可靠且使用壽命長

    傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)不論是水冷還是風(fēng)冷，換熱環(huán)境均為大氣，由于它的換熱器必須置于暴露的空氣中，故不可避免地受到環(huán)境條件變化的影響，降低換熱效率和使用壽命，并且影響了建筑物的外觀;而地源熱泵以土壤作為熱源的主要優(yōu)點(diǎn)在于土壤溫度的相對(duì)穩(wěn)定，基本不受外界環(huán)境的影響;埋管熱交換器不需要除霜，減少了結(jié)霜和除霜的能耗;熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單，運(yùn)動(dòng)部件比常規(guī)系統(tǒng)少，且安裝在室內(nèi)，自動(dòng)控制程度高，可無人值守;系統(tǒng)安全無燃燒設(shè)備，不存在爆炸、燃燒的隱患;由于系統(tǒng)不暴露在風(fēng)雨中，因而維護(hù)簡便，機(jī)組使用壽命均在20 a以上，地埋管換熱器壽命可達(dá)40~50a;地源熱泵系統(tǒng)的供冷、供熱平穩(wěn)，降低了停、開機(jī)的頻率和空氣過熱和過冷的峰值;把地源熱泵換熱器埋于地下，也不會(huì)破壞建筑物的外觀。

　　4.4經(jīng)濟(jì)效益分析

    地源熱泵系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性是由多方面來確定的。不同地區(qū)、不同地質(zhì)條件、不同能源結(jié)構(gòu)及價(jià)格等都將直接影響到其經(jīng)濟(jì)性。以地源熱泵系統(tǒng)與其他能源方式的投資進(jìn)行比較(以北方綜合功能大廈為例)，結(jié)果見表1。

    以北京100的家庭為例，冬季采暖125d總耗熱量為:100x 125dx24 hx3 600x0.05 kW= 5 400萬kJ，為獲得這么多熱量，選用不同的采暖方式，耗用的燃料、燃燒效率、能源成本均有不同。

    統(tǒng)計(jì)可知，燃煤供暖最經(jīng)濟(jì)，但是由于北京地區(qū)已經(jīng)限制燃煤使用，綜合比較，地源熱泵系統(tǒng)為最佳選擇。

    僅以燃油鍋爐與地源熱泵提供同樣供熱量為例，對(duì)地源熱泵的環(huán)保特性分析比較，假設(shè)地源熱泵的電力來源于燃油電廠。供熱量為5 400 GJ的情況下，燃油電廠鍋爐所需的燃油熱量為4 050 GJ;而如果直接使用燃油鍋爐，其熱效率為80%，則需燃油熱量為6 750 GJ。這兩種供熱情況排放對(duì)比見表2。

    從表2看出，利用地源熱泵， , 和:的排放量分別減少了69% , 93%和73%，因此其環(huán)保優(yōu)勢十分明顯。

    1套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)加生活用熱水的3套系統(tǒng);雖然初投資比常規(guī)燃煤鍋爐房供暖系統(tǒng)高出1~3倍，比熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)高出34%~50%。但根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，由于地源熱泵運(yùn)行費(fèi)用低，增加的初投資可在3~7 a內(nèi)收回，地源熱泵系統(tǒng)在整個(gè)服務(wù)周期內(nèi)的平均費(fèi)用將低于傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)。初裝費(fèi)用確實(shí)比傳統(tǒng)系統(tǒng)要高一些，主要是鋪設(shè)地埋管換熱器，費(fèi)用貴在設(shè)計(jì)和安裝上，而每年省下的能源費(fèi)用支出，會(huì)很快抵消高出的系統(tǒng)安裝費(fèi)用，隨著時(shí)間的推移，從能源消費(fèi)的節(jié)省上可以很快收回投資。同時(shí)，系統(tǒng)近于免維護(hù)和維修，可節(jié)省大量開支。作為清潔能源之一，地源熱泵也一直受到國家的政策支持。北京市的政策規(guī)定，北京市內(nèi)建設(shè)的各類項(xiàng)目，供熱制冷系統(tǒng)選用熱泵系統(tǒng)的，將得到北京市固定資產(chǎn)投資中安排一次性補(bǔ)助，補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)為50元/。

    沈陽地區(qū)地下含水層透水性強(qiáng)，地面以下20 m之后基本為恒溫12℃。自然地理及水文地質(zhì)條件適合地源熱泵技術(shù)的推廣應(yīng)用。由于地下含水層多為砂礫結(jié)構(gòu)，透水性強(qiáng)，可保證在不影響和破壞地下含水層的前提下常壓完全回灌。據(jù)統(tǒng)計(jì)，沈陽每年冬天有1.8億的供熱面積，所以發(fā)展熱泵的空間廣闊。到目前為止，沈陽已有地源熱泵面積超過3 000萬。根據(jù)遼寧省政府辦公廳要求:凡具備應(yīng)用地源熱泵等可再生能源技術(shù)條件的新建、改建、擴(kuò)建的建設(shè)項(xiàng)目，今后都必須采用“地?zé)?rdquo;供熱制冷。機(jī)關(guān)辦公場所、賓館、商場、寫字樓等耗能大戶，應(yīng)優(yōu)先選用地源熱泵。預(yù)計(jì)到2010年，沈陽市可實(shí)現(xiàn)地源熱泵技術(shù)應(yīng)用面積6 500萬，占全市總供暖面積的30%左右。屆時(shí)，每個(gè)采暖期節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤將達(dá)126.55萬t，減少排放2．5萬t、煙塵1．9萬t。

　　5結(jié)語

    在我國全面建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的進(jìn)程中，地源熱泵這一集節(jié)能、環(huán)保為一體的新技術(shù)，將越來越受到人們的重視與青睞。相信在不遠(yuǎn)的將來，經(jīng)過國內(nèi)工程技術(shù)人員的不懈努力并借鑒國外的成功經(jīng)驗(yàn)，我國的地源熱泵應(yīng)用將得到進(jìn)一步的推廣和發(fā)展，它將為我國的可持續(xù)發(fā)展帶來新的契機(jī)。