一、地源熱泵的概念及組成
地源熱泵系統是以土壤或地下水、地表水為低溫熱源，由水源熱泵機組、地熱能交換系統、建築物內系統和控制系統組成的供熱空調系統。
根據地熱交換系統形式的不同，地源熱泵系統分為地下水地源熱泵系統和地表水地源熱泵系統和地埋管地源熱泵系統。地源熱泵系統組成主要有：淺層地能採集系統、水源熱泵機組 （水-水熱泵或水-空氣熱泵）、室內採暖空調系統和控制系統。 所謂淺層地能採集系統是指通過水或防凍劑的水溶液將岩土體或地下水、地表水中的熱量採集出來並輸送給水源熱泵的系統。 通常有地埋管換熱系統、地下水換熱系統和地表水換熱系統。 水源熱泵主要有水-水熱泵和水-空氣熱泵兩種， 室內採暖空調系統主要有風機盤管系統、地板輻射採暖系統、水環熱泵空調系統等。
二、地源熱泵的原理
地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源既能供熱又能製冷的高效節能環保型空調系統。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源(電能)，即可實現能量從低溫熱源向高溫熱源的轉移。冬季，熱泵機組從地源(淺層水體或岩土體)中吸收熱量。向建築物供暖；夏季，熱泵機組從室內吸收熱量並轉移釋放到地源中，實現建築物空調製冷。
地源熱泵系統在製冷狀態下，地源熱泵機組內的壓縮機對冷媒做功，使其進行汽一液轉化的迴圈。通過冷媒，空氣熱交換器內冷媒的蒸發將室內空氣迴圈所 攜帶的熱量吸收至冷媒中，在冷媒迴圈的同時再通過冷媒—水熱交換器內冷媒的冷凝，由迴圈水路將冷媒中所攜帶的熱量吸收，最終通過室外地能換熱系統轉移至地下水或土壤裡。在室內熱量通過室內採暖空調末端系統、水源熱泵機組系統和室外地能換熱系統不斷轉移至地下的過程中，通過冷媒—空氣熱交換器(風機盤管)，以13℃以下的冷風的形式為房間供冷。地源熱泵系統在制熱狀態下，地源熱泵機組內的壓縮機對冷媒做功，並通過四通閥將冷媒流動方向換向。由室外地能換熱系統吸收地下水或土壤裡的熱量，通過水源熱泵機組系統內冷媒的蒸
發，將水路迴圈中的熱量吸收至冷媒中，在冷媒迴圈的同時再通過冷媒-空氣熱交換器內冷媒的冷凝，由空氣迴圈將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉移至室內的過程中，以室內採暖空調末端系統向室內供暖。
三、地源熱泵的優點
地源熱泵具有如下優點：
1、利用可再生能源，環保效益高
地源熱泵從淺層常溫土壤中吸熱或向其排熱，淺層土壤之熱能來源於太陽能 ，它永不枯竭，機組執行過程中，無廢氣汙染物排放，不會產生城市熱島效應。
2、高效節能，執行費用低
在制熱時，地源熱泵可將土壤中的熱能“搬運”到室內，其能量70%來自土壤，制熱係數高達4.2-5.8，執行費用每年每平方米僅為15-18元（2011年計），比常規中央空調系統低 40%-50%，比空氣熱泵低30%-40%。
2、節水省地
以土壤為熱載體，向其放出熱量或吸收熱量，不消耗水資源，不會對水資源造成汙染。省去了鍋爐房及附屬煤場、儲油房、冷卻塔等設施。埋管埋在地下，不佔用土地使用面積。
4、靈活多用
製冷、制熱兼提供生活熱水，可做到一機三用。
5、低維護
地源熱泵系統的運動部件比常規系統少，因而減少了維護，並且更加可靠。由於系統安裝在室內，不暴露在風雨中，也可免遭損壞，延長了壽命。
6、執行安全穩定，可靠性高
地源熱泵系統在執行中無燃燒裝置，因此不產生有毒有害氣體，使用安全。 由於突然深處穩定非常恆定，主機吸熱或放熱不受外界氣候影響，執行工況比較穩定，優於其他空調裝置。土壤源熱泵地下換熱管路採用高密度聚乙烯管，使用壽命長達50年以上，可與建築物壽命相當。空調機組結構簡單，操作方便，使用壽命在25年以上。
四、現階段地源熱泵存在的問題
中國有關地源熱泵的現成技術資料不多，目前中國缺乏完善的`地源熱泵製造標準和應用規範，這一缺失容易導致很多地源熱泵專案達不到節能的要求，不利於大規模的推廣。規範標準是技術發展的基礎。地源熱泵供暖空調系統主要分三部分：室外地能換熱系統、水源熱泵機組和室內採暖空調末端系統，涉及建築、機械、電能、水能等多個領域和學科，急需標準對接和統一。據瞭解，目前執行的標準僅有2005年編制、2009年修編的國家標準GB50366—2009地源熱泵系統工程技術規範和裝置生產方面的國家標準GB-T19409—2003水源熱泵機組等少數幾個，嚴重滯後於該產業的發展。
地源熱泵專案是一個系統工程，在實施過程中通常需要水文地質勘察、城市市政管理、地下水環保部門、機械、電力、建築環境與裝置等不同部門的協調配合，因此急需對熱泵系統的建設及執行進行統一規劃管理。並且目前政府的補貼、獎勵資金管理制度也不夠完善，對地源熱泵專案的建設及運營監管不嚴格，專案技術風險大增，形成越獎勵越不節能的怪圈。
從整體上看，市場不規範，缺乏市場準入制度和科學評價體系，是制約中國地源熱泵技術推廣工作的最主要的因素。以犧牲質量為代價的惡性競爭出現不斷加劇之勢。同時，各個相鄰地源熱泵專案間相互產生熱干擾的風險都應引起高度重視。地源熱泵技術起源於歐洲，20世紀90年代中國開始引進，目前在中國地源熱泵還處於新興行業，雖然熱泵技術在中國已相當成熟，但行業成熟程度並不高，門派多樣以及不規範是存在的普遍問題。
五、地源熱泵技術應用的展望
地源熱泵系統作為一種新技術，目前取得了很大的發展，雖然有許多問題尚待解決，但對於我國地源熱泵的發展前景依然保持樂觀，原因如下：一是由於我國地域遼闊，大部分地區夏熱冬冷，各地的氣候條件和土壤條件各不相同，適合地源熱泵的使用範圍。二是我國正在加強建設節約型社會，地源熱泵可為社會節約常規能源，充分利用再生資源。此外，地源熱泵還可考慮在其它行業使用：如現代化農業種植中，溫室需要提供的熱水溫度一般比空調系統低，夏季降溫的要求也比空調建築低，利用地源熱泵系統可以降低執行成本，很好地發揮它的優點。
隨著保護生態環境的深入人心和節能意識的加強，地源熱泵系統因其節約常規能源、充分利用可再生能源、以及減少環境汙染和資源破壞等顯著優點，將會成為2l世紀最有效的供熱和供冷空調技術之一。
