地热资源开发利用与供暖相结合

节能就是充分发挥能源利用的效应和价值，力求以最少的能源消费获得最大的经济效益，从而达到发展生产改善生活的目的。而热泵技术就是使热量从低位能源流向高位能源的技术，它可以把不能直接利用的低品位能源（如水、太阳能）转化成可以利用的高品位能源，从而达到节约部分高位能（燃气、电能）的目的。地源热泵以其显著的节能效果成为人们日益关注的焦点。

地源热泵不仅能提高能效，有利于节能，节省空间，还能够满足特定地域、特定人群的供暖需求，已经成为提升住宅品质的主要手段。发展地面供暖产业是符合国家产业政策。采暖能耗作为建筑能耗的主要部分，约占65%，节能潜力巨大。

水源热泵与地面辐射供暖相比，空调系统与传统制冷空调系统相比均节能20%左右，采用水源热泵系统环境效益显著，可减少温室气体CO2和其他燃烧产生的污染物排放，与空气源热泵相比，污染物排放减少40%，与电供暖相比减少70%。特别是自2008年以来，海水源、污水源的地源热泵技术开发，使地热资源开发利用又向前迈进一步。

因此，水源热泵不仅环境效益非常显著，而且是建筑供热空调中一种可持续发展的建筑节能新技术，发展空间很大。

2008年我国通过开发利用浅层地热能实现减排CO219873吨，此后五年内还将在建筑领域对地下200m以内的浅层地热能实施开发利用，进一步促进节能减排。浅层地热能是地下200m以内的土壤和地下水中蕴藏的低温热能分布广泛、储量巨大，再生迅速、开采方便，开发利用价值大，通过水源热泵和地源热泵技术开采浅层低温地热能，可实现供暖（冷）区域零污染排放，有效改善当地大气质量。每年20亿平方米竣工量会使建筑能耗在整个社会终端耗能中已占到约27%以上，所以利用浅层热能发展水、地源热泵，节能减排将势不可挡。

地水源热泵能够将浅层14℃热提供给热泵机组，热泵机组经换热可以达到能效比COP2.5～4.5，产生40～60℃热水，直接供地暖用。

水系统地暖进水温度只需要60℃以下，民用住宅只需35℃～50℃。地暖系统压力不大于0.8MPa，一般运行压力保证0.4MPa左右即可保证水流速不低于0.25m/s。低温热水即可满足地暖需求，保证地暖正常运行。

因为水系统地面辐射供暖是一种节能、环保、人性化的供暖方式，只要选用合格的材料和符合规程的安装工艺就会使地暖高效节能，降低运行费用，比对流散热器室温低2℃情况下仍可取得同等效果，节省室内使用面积2%～3%，合格的地暖工程终生不需维修，安全可靠。在利用浅层地热节能环保基础上配与终端地暖相结合是理想化衔接，合理搭配会使节能减排的优势更加突出。

地源热泵是利用水盘管从土壤中取热的新能源技术。以北京为例，全年地下10m深的土壤温度基本不变，即为13.4℃，比全年平均温度高3℃，用水盘管从土壤中提热量的水温为13.4℃-（5～8℃）≈8～5℃，可见地源的温度高于空气源，对热泵更有利。

在100m深的地下水全年水温基本不变，受地下浅层土壤温度影响，冬季水温为14℃，比土壤源高，对热泵供暖比土壤更有利。受地质条件影响，回灌和对水源的污染及地下水平衡等问题，需进一步研究解决。

热泵水系统地暖以其突出的节能优势成为用户的最佳选择。热泵可以供热制冷，还可以提供生活热水。

在相同热源和建筑围护结构条件下，利用水系统地暖达到舒适和节能的目的。从热源角度考虑水地暖系统以电能为驱动能源，通过热泵从水和土壤中提取热量用于冬季供暖比锅炉水地暖系统节能、环保，同时也可以满足夏季制冷和提供生活热水。

地源热泵室外换热，封闭的管道一般可以放入垂直孔埋入地下50～150米深，或水平埋入地下2-20米处，也可以置于江河湖海等表面水体中。在冬天，管中循环液从大地提取热量，带入建筑物中；而在夏天则将建筑物内热量通过循环液向大地释放。地耦管材通常采用HDPE管作为输送循环液与岩土进行热交换。

地源热泵低温热水地板辐射采暖蓄能技术具有广阔的应用前景。利用夜间低谷电由地源热泵系统从地下土壤取热，经电力压缩机对循环工质做功，从而为地暖系统提供40～50℃低温热水，进入地面盘管加热填充层以潜热形式储存热量，白天输出热量给房间供暖。

地源热泵系统不直接消耗煤、燃油、天燃气等矿物燃料，没有任何直接排放的污染物；其次高效地源热泵系统输出同等有用能量，仅仅消耗30%～60%的电功率。一次能源利用率高使地源热泵系统具有良好的环保效果；再次，地暖蓄能的填充层热效率高，在相同的舒适条件下，室内温度一般比对流方式低2～4℃低温传送而且可直接利用地源热泵提供的40～50℃的低温热水在热媒传输过程中热量损失小。地暖系统提高了室内表面温度，减少了墙体表面对人体的冷辐射，提高了舒适感。同时室内温度自下而上逐渐降低，温度分布比较均匀，温度梯度很小，地面温度高于呼吸区温度，给人以脚暖头凉的感觉；地暖填充层蓄热量大，热稳定性好，在间歇供暖的条件下，室内温度变化缓慢，运行费用低于无填充层供暖方式。地暖特别适合大跨度空间，较之散热器有很好的优势，省去了锅炉与热水管道的建设和运行管理费用，节省了锅炉房与散热器所占空间。

填充层蓄热与地源热泵相结合，可以充分利用有峰谷电价地区，降低电价费用，充分利用低品位热源，符合节能减排要求。

如何有效利用广泛存在的低位热能，节约有限高位热能的热泵技术越来越引起人们的重视。

地源热泵低温蓄能地暖系统既能高效地使用低品位能源——地热能作为热源，具有节能减排的效果，兼具使室内温度均匀、温度梯度小、脚部温度高、卫生条件高、热舒适性好、使用寿命长等特点，因而是一种减少建筑能耗提高热舒适性的理想采暖系统。

地（水）源热泵系统在供暖方式上的最佳配合是低温热水地面辐射供暖，符合节能减排的需求，也是一种很好的人性化供暖方式，有利于建设资源节约型、环境友好型社会，创造美好的生活氛围，不断地提高人们的生活品质。