作為自然界的現(xiàn)象，正如水由高處流向低處那樣，熱量也總是從高溫流向低溫。但人們可以創(chuàng)造機(jī)器，如同把水從低處提升到高處而采用水泵那樣，采用熱泵可以把熱量從低溫抽吸到高溫。所以熱泵實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置，它本身消耗一部分能量，把環(huán)境介質(zhì)中貯存的能量加以挖掘，提高溫位進(jìn)行利用，而整個(gè)熱泵裝置所消耗的功僅為供熱量的三分之一或更低，這也是熱泵的節(jié)能特點(diǎn)。  

熱泵與制冷的原理和系統(tǒng)設(shè)備組成及功能是一樣的，對(duì)蒸汽壓縮式熱泵（制冷）系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器和節(jié)流閥組成：  

壓縮機(jī)起著壓縮和輸送循環(huán)工質(zhì)從低溫低壓處到高溫高壓處的作用，是熱泵（制冷）系統(tǒng)的心臟。  

蒸發(fā)器是輸出冷量的設(shè)備，它的作用是使經(jīng)節(jié)流閥流入的制冷劑液體蒸發(fā)，以吸收被冷卻物體的熱量，達(dá)到制冷的目的。  

冷凝器是輸出熱量的設(shè)備，從蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)消耗功所轉(zhuǎn)化的熱量在冷凝器中被冷卻介質(zhì)帶走，達(dá)到制熱的目的。 膨脹閥或節(jié)流閥對(duì)循環(huán)工質(zhì)起到節(jié)流降壓作用，并調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的循環(huán)工質(zhì)流量。 

根據(jù)熱力學(xué)第二定律，壓縮機(jī)所消耗的功（電能）起到補(bǔ)償作用，使循環(huán)工質(zhì)不斷地從低溫環(huán)境中吸熱，并向高溫環(huán)境放熱，周而往復(fù)地進(jìn)行循環(huán)。 

熱泵的形式很多，主要有空氣源熱泵和地源熱泵（地表水、地下水和土壤源）二大類。   

一、空氣源熱泵  

利用空氣作冷熱源的熱泵，稱之為空氣源熱泵?？諝庠礋岜糜兄凭玫臍v史，而且其安裝和使用都很方便，應(yīng)用較廣泛。但由于地區(qū)空氣溫度的差別，在我國(guó)典型應(yīng)用范圍是長(zhǎng)江以南地區(qū)。在華北地區(qū)，冬季平均氣溫低于零攝氏度，空氣源熱泵不僅運(yùn)行條件惡劣，穩(wěn)定性差，而且因?yàn)榇嬖诮Y(jié)霜問(wèn)題，效率低下。  

空氣源熱泵是基于逆卡諾循環(huán)原理建立起來(lái)的一種節(jié)能、環(huán)保制熱技術(shù)?？諝庠礋岜孟到y(tǒng)通過(guò)自然能(空氣蓄熱)獲取低溫?zé)嵩矗?jīng)系統(tǒng)高效集熱整合后成為高溫?zé)嵩?，用?lái)取(供)暖或供應(yīng)熱水。  

空氣源熱泵的能效比一般小于3。

二、地源熱泵  

地源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源（也稱地能，包括地下水、地表水或土壤）的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵通過(guò)輸入少量的高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源，即在冬季，把地能中的熱量“取”出來(lái)，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖；夏季，把室內(nèi)的熱量取出來(lái)，釋放到地能中去。熱泵機(jī)組的能量流動(dòng)是利用其所消耗的能量（如電能）將吸取的全部熱能（即電能+吸收的熱能）一起排輸至高溫?zé)嵩?。而其所耗能量的作用是使制冷劑氟里昂壓縮至高溫高壓狀態(tài)，從而達(dá)到吸收低溫?zé)嵩粗袩崮艿淖饔谩?/span>

通常地源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到5kW以上的熱量或4kW以上冷量，所以我們將其稱為節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)。

（一）、地源熱泵國(guó)內(nèi)外發(fā)展近況
     
     地源熱泵的歷史可以追朔到1912年瑞士的一個(gè)專利，歐洲第一臺(tái)熱泵機(jī)組是在1938年間制造的。它以河水低溫?zé)嵩矗蚴姓d供熱，輸出的熱水溫度可達(dá)60^oC。在冬季采用熱泵作為采暖需要，在夏季也能用來(lái)制冷。1973年能源危機(jī)的推動(dòng)，使熱泵的發(fā)展形成了一個(gè)高潮。目前，歐洲的熱泵理論與技術(shù)均已高度發(fā)達(dá)，這種“一舉兩得”并且環(huán)保的設(shè)備在法、德、日、美等發(fā)達(dá)國(guó)家業(yè)已廣泛使用。如美國(guó)，截止1985年全國(guó)共有14,000臺(tái)地源熱泵，而1997年就安裝了45，000臺(tái)，到目前為止已安裝了400，000臺(tái)，而且每年以10%的速度穩(wěn)步增長(zhǎng)。1998年美國(guó)商業(yè)建筑中地源熱泵系統(tǒng)已占空調(diào)總保有量的19%，其中有新建筑中占30%。美國(guó)地源熱泵工業(yè)已經(jīng)成立了由美國(guó)能源部、環(huán)保署、愛(ài)迪遜電力研究所及眾多地源熱泵廠家組成的美國(guó)地源熱泵協(xié)會(huì)，該協(xié)會(huì)在近年中將投入一億美元從事開(kāi)發(fā)、研究和推廣工作。美國(guó)計(jì)劃到2001年達(dá)到每年安裝40萬(wàn)臺(tái)地源熱泵的目標(biāo)，屆時(shí)將降低溫室氣體排放1百萬(wàn)噸，相當(dāng)于減少50萬(wàn)輛汽車的污染物排放或種植樹(shù)1百萬(wàn)英畝，年節(jié)約能源費(fèi)用達(dá)4.2億美元，此后，每年節(jié)約能源費(fèi)用再增加1.7億美元。 

與美國(guó)的地源熱泵發(fā)展有所不同，中、北歐如瑞典、瑞士、奧地利、德國(guó)等國(guó)家主要利用淺層地?zé)豳Y源，地下土壤埋盤(pán)管（埋深小于400米深）的地源熱泵，用于室內(nèi)地板輻射供暖及提供生活熱水。據(jù)1999年的統(tǒng)計(jì)，為家用的供熱裝置中，地源熱泵所占比例，瑞士為96%，奧地利為38%，丹麥為27%。  

我國(guó)的地源熱泵事業(yè)近幾年已開(kāi)始起步，而且發(fā)展勢(shì)頭看好。天津大學(xué)、清華大學(xué)分別與有關(guān)企業(yè)結(jié)成產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合體開(kāi)發(fā)出中國(guó)品牌的地源熱泵系統(tǒng)，已建成數(shù)個(gè)示范工程，越來(lái)越多的中國(guó)用戶開(kāi)始熟悉地源熱泵，并對(duì)其應(yīng)用產(chǎn)生了濃厚的興趣。  

中國(guó)的地源熱泵市場(chǎng)前景廣闊。之所以對(duì)中國(guó)的地源熱泵市場(chǎng)發(fā)展前景持樂(lè)觀態(tài)度，一方面是要節(jié)約常規(guī)能源、充分利用可再生能源的國(guó)內(nèi)外大趨勢(shì)；另一方面，我國(guó)具有較好的熱泵科研與應(yīng)用的基礎(chǔ)，早在50年代，天津大學(xué)熱能研究所呂燦仁教授就開(kāi)展了我國(guó)熱泵的最早研究，1965年研制成功國(guó)內(nèi)第一臺(tái)水冷式熱泵空調(diào)機(jī)。重慶建筑大學(xué)、天津商學(xué)院等單位對(duì)地下埋盤(pán)管的地源熱泵也進(jìn)行了多年的研究。在中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所等單位還多次召開(kāi)全國(guó)性的有關(guān)熱泵技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的專題研討會(huì)。

1.屬可再生能源利用技術(shù)  

地源熱泵是利用了地球表面淺層地?zé)豳Y源（通常小于400米深）作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。地表淺層地?zé)豳Y源可以稱之為地能（Earth Energy），是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽(yáng)能、地?zé)崮芏N(yùn)藏的低溫位熱能。地表淺層是一個(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器，收集了47%的太陽(yáng)能量，比人類每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制，真正是量大面廣、無(wú)處不在。這種儲(chǔ)存于地表淺層近乎無(wú)限的可再生能源，使得地能也成為清潔的可再生能源一種形式。 

2.屬經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能技術(shù)  

地能或地表淺層地?zé)豳Y源的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定，冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低，是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源，這種溫度特性使得地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高40%，因此要節(jié)能和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用40%左右。另外，地能溫度較恒定的特性，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。 

據(jù)美國(guó)環(huán)保署EPA估計(jì)，設(shè)計(jì)安裝良好的地源熱泵，平均來(lái)說(shuō)可以節(jié)約用戶30～40%的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。 

3.環(huán)境效益顯著 

地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當(dāng)于減少40%以上，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70%以上，如果結(jié)合其它節(jié)能措施節(jié)能減排會(huì)更明顯。雖然也采用制冷劑，但比常規(guī)空調(diào)裝置減少25%的充灌量；屬自含式系統(tǒng)，即該裝置能在工廠車間內(nèi)事先整裝密封好，因此，制冷劑泄漏機(jī)率大為減少。該裝置的運(yùn)行沒(méi)有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒(méi)有燃燒，沒(méi)有排煙，也沒(méi)有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地，且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。

地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來(lái)的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)；可應(yīng)用于賓館、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等建筑，更適合于別墅住宅的采暖、空調(diào)。  

此外，機(jī)組使用壽命長(zhǎng)，均在15年以上；機(jī)組緊湊、節(jié)省空間；維護(hù)費(fèi)用低；自動(dòng)控制程度高，可無(wú)人值守。

（三）地源熱泵工作原理及分類  

1、工作原理

    地源熱泵則是利用水源熱泵的一種形式，它是利用水與地能（地下水、土壤或地表水）進(jìn)行冷熱交換來(lái)作為水源熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量“取”出來(lái)，供給室內(nèi)采暖，此時(shí)地能為“熱源”；夏季把室內(nèi)熱量取出來(lái)，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時(shí)地能為“冷源”。 

地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)主要分三部分：室外地能換熱系統(tǒng)、水源熱泵機(jī)組和室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)。其中水源熱泵機(jī)主要有兩種形式：水—水式或水—空氣式。三個(gè)系統(tǒng)之間靠水或空氣換熱介質(zhì)進(jìn)行熱量的傳遞，水源熱泵與地能之間換熱介質(zhì)為水，與建筑物采暖空調(diào)末端換熱介質(zhì)可以是水或空氣。  

地源熱泵同空氣源熱泵相比，有許多優(yōu)點(diǎn)：（1）全年溫度波動(dòng)小。冬季溫度比空氣溫度高，夏季比空氣溫度低，因此地源熱泵的制熱、制冷系數(shù)要高于空氣源熱泵，一般可高于40%，因此可節(jié)能和節(jié)省費(fèi)用40%左右。（2）冬季運(yùn)行不需要除霜，減少了結(jié)霜和除霜的損失。（3）地源有較好的蓄能作用。

1.土壤埋盤(pán)管系統(tǒng)，2.地下水系統(tǒng)，3.地表水系統(tǒng)。  

根據(jù)循環(huán)水是否為密閉系統(tǒng)，地源又可分為閉環(huán)和開(kāi)環(huán)系統(tǒng)。  

（1）閉環(huán)系統(tǒng) 

如埋盤(pán)管方式 （垂直埋管或 水平埋管），地表水安置換熱器方式。  

開(kāi)環(huán)系統(tǒng)如抽取地下水或地表水方式。 

此外，還有一種“直接膨脹式”，它不象上述系統(tǒng)那樣采用中間介質(zhì)水來(lái)傳遞熱量，而是直接將熱泵的一個(gè)換熱器（蒸發(fā)器）埋入地下進(jìn)行換熱。

（四）、地源熱泵應(yīng)用方式 

地源熱泵的應(yīng)用方式從應(yīng)用的建筑物對(duì)象可分為家用和商用兩大類，從輸送冷熱量方式可分為集中系統(tǒng)、分散系統(tǒng)和混合系統(tǒng)。

1、家用系統(tǒng)

2、集中系統(tǒng)  

熱泵布置在機(jī)房?jī)?nèi)，冷熱量集中通過(guò)風(fēng)道或水路分配系統(tǒng)送到各房間。

3、分散系統(tǒng)

 將地源和冷卻塔或加熱鍋爐聯(lián)合使用作為冷熱源的系統(tǒng)，混合系統(tǒng)與分散系統(tǒng)非常類似，只是冷熱源系統(tǒng)增加了冷卻塔或鍋爐。

 南方地區(qū)，冷負(fù)荷大，熱負(fù)荷低，夏季適合聯(lián)合使用地源和冷卻塔，冬季只使用地源。北方地區(qū)，熱負(fù)荷大，冷負(fù)荷低，冬季適合聯(lián)合使用地源和鍋爐，夏季只使用地源。這樣可減少地源的容量和尺寸，節(jié)省投資。

 分散系統(tǒng)或混合系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一種水環(huán)路熱泵空調(diào)系統(tǒng)形式。 

1 節(jié)省占地：不設(shè)大的冷凍機(jī)房，沒(méi)有冷卻塔系統(tǒng)。

2 能源費(fèi)用單獨(dú)計(jì)量：由各部門(mén)、住戶或單位獨(dú)立承擔(dān)，能源費(fèi)用計(jì)量簡(jiǎn)單且公平，符合當(dāng)前的能源費(fèi)用獨(dú)立計(jì)量方法。

3 調(diào)節(jié)靈活：每臺(tái)熱泵空調(diào)機(jī)在任何時(shí)間可以選擇供冷或供熱。

4 靈活應(yīng)用：能靈活充份地滿足建筑物各個(gè)區(qū)的需要，并隨時(shí)可以更改用途。

（五）、地源熱泵技術(shù)經(jīng)濟(jì)性

地源熱泵既能供暖又能空調(diào)，既環(huán)保又節(jié)能，但地源熱泵是否具有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)性仍然是一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題。由于涉及的因素很多，不同地區(qū)，不同能源結(jié)構(gòu)及價(jià)格等都將直接影響地源熱泵的經(jīng)濟(jì)性，這里僅通過(guò)對(duì)地源熱泵與傳統(tǒng)的供暖空調(diào)方式進(jìn)行比較，探討其經(jīng)濟(jì)性。

地源熱泵供暖經(jīng)濟(jì)性可以和傳統(tǒng)燃煤、燃油和天然氣鍋爐進(jìn)行比較，地源熱泵空調(diào)經(jīng)濟(jì)性可以和單冷空調(diào)進(jìn)行比較，及其供暖空調(diào)綜合經(jīng)濟(jì)性的比較。評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)有：初投資、成本，及現(xiàn)金流量表相關(guān)經(jīng)濟(jì)參數(shù)的評(píng)價(jià)。

1、經(jīng)濟(jì)參數(shù)

1 初投資：指供暖空調(diào)系統(tǒng)各部分投資之和，包括有：土建費(fèi)、設(shè)備購(gòu)置費(fèi)、安裝費(fèi)及其它費(fèi)用（包括設(shè)計(jì)費(fèi)、監(jiān)理費(fèi)和不可預(yù)見(jiàn)費(fèi)）。

2 年總成本：指系統(tǒng)各部分的運(yùn)行費(fèi)，如水費(fèi)、電費(fèi)、燃料費(fèi)；排污費(fèi)；管理人員工資、管理費(fèi)；設(shè)備折舊費(fèi)和設(shè)備維修、大修費(fèi)等。

3 年經(jīng)營(yíng)成本：指年總成本中扣除設(shè)備折舊費(fèi)。

4 單位面積經(jīng)營(yíng)成本：用年經(jīng)營(yíng)成本除以供暖或空調(diào)面積來(lái)計(jì)算。

5 單位熱（冷）量經(jīng)營(yíng)成本：用年經(jīng)營(yíng)成本除以供暖累積熱負(fù)荷或空調(diào)累積冷負(fù)荷來(lái)計(jì)算。 

6 現(xiàn)金流量表：采用現(xiàn)金流量表方法計(jì)算投資項(xiàng)目的有關(guān)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，如財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率，財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（NPV）及投資回收期（Pt）。 

對(duì)一投資項(xiàng)目，如財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率大于基準(zhǔn)收益率，財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值NPV>0，表明項(xiàng)目盈利能力滿足了行業(yè)最低要求，項(xiàng)目在財(cái)務(wù)上是可以接受的；如NPV<0，則表示未能達(dá)到預(yù)定的收益，表示可以不考慮此項(xiàng)目。

投資回收期評(píng)價(jià)方法：如項(xiàng)目的全部投資回收期小于行業(yè)基準(zhǔn)投資回收期，表明項(xiàng)目投資能按時(shí)收回，投資回收期越小，表明經(jīng)濟(jì)性越優(yōu)。

2、計(jì)算條件

1 選取**地區(qū)住宅樓為計(jì)算對(duì)象，供暖熱指標(biāo)取50w/m²，空調(diào)冷指標(biāo)取80w/m²。 

2 地源熱泵冬季供暖制熱系數(shù)4.00，夏季空調(diào)制冷系數(shù)4.50，單冷空調(diào)制冷系數(shù)取3.20。 

3 經(jīng)濟(jì)參數(shù)有：地下水資源費(fèi)（0.04元/噸），電價(jià)（0.5元/度），各種燃料的熱值及價(jià)格（見(jiàn)上表），軟化水費(fèi)，排污費(fèi)，工人工資，利率，設(shè)備使用年限等.

4 供暖空調(diào)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)北方地區(qū)有供暖收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，如天津地區(qū)為18.5元/m²，但空調(diào)沒(méi)有收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。將來(lái)供暖空調(diào)要改為“計(jì)量收費(fèi)”，以熱（冷）量為收費(fèi)單位，如南方某地出臺(tái)以0.28元/kw.h_冷量為收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。

3、分析比較 

1 初投資比較，初投資中包括了從冷熱源到管網(wǎng)到室內(nèi)終端的所有投資項(xiàng)。見(jiàn)圖1，熱泵的初投資高于鍋爐，但從總初投資看，由于地源熱泵可供暖供冷，一機(jī)兩用，一次投資全年使用，節(jié)省了冬季供暖的投資，因此地源熱泵的初投資要低于鍋爐加空調(diào)系統(tǒng)的總投資。

2 供暖成本比較，見(jiàn)圖2，煤鍋爐供暖成本最低，其次是地源熱泵、天然氣鍋爐，油鍋爐最高。以地源熱泵為基準(zhǔn)比較各方案供暖成本，煤鍋爐比地源熱泵低30%左右，而天然氣鍋爐要高40%左右，油鍋爐要高70%左右。

3 空調(diào)成本比較，地源熱泵的空調(diào)運(yùn)行成本要低于單冷空調(diào)，低約30%左右。

4 從凈現(xiàn)值看，收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)0.28元/kw.h_冷量時(shí)（圖3），各供暖空調(diào)方案的凈現(xiàn)值均小于0，只有煤鍋爐當(dāng)供暖面積大于一定值時(shí)凈現(xiàn)值才大于0，說(shuō)明按0.28元/kw.h的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，只有燃煤鍋爐具有一定經(jīng)濟(jì)效益。如果加大收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，如定為0.4元/kw.h，重新計(jì)算各方案的凈現(xiàn)值（圖4）、收益率（圖5）和投資回收期（圖6），可以得到燃煤鍋爐和地源熱泵供暖的凈現(xiàn)值均大于0，內(nèi)部收益率大于基準(zhǔn)收益率8%，以及投資回收期小于10年，此時(shí)燃煤鍋爐和地源熱泵供暖經(jīng)濟(jì)上是可行的。相比之下，由于單冷空調(diào)經(jīng)濟(jì)性明顯低于地源熱泵空調(diào)，所以燃煤鍋爐供暖加單冷空調(diào)方案的經(jīng)濟(jì)性要低于地源熱泵供暖空調(diào)，說(shuō)明了地源熱泵一機(jī)兩用，既供暖又空調(diào)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

對(duì)地源熱泵方案與燃煤、燃油和燃?xì)忮仩t加單冷空調(diào)各方案的綜合經(jīng)濟(jì)性（凈現(xiàn)值均，收益率，投資回收期）進(jìn)行比較，地源熱泵為最優(yōu)方案，其次依次是燃煤、天然氣和油鍋爐加單冷空調(diào)系統(tǒng)。

以上是“單位熱（冷）量收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)”的計(jì)算結(jié)果，對(duì)經(jīng)營(yíng)者來(lái)說(shuō)，供應(yīng)的熱（冷）量越多，所收取的費(fèi)用將越多，并且供暖空調(diào)的成本相對(duì)越低，因此其經(jīng)濟(jì)效益將越高，這類似于電力的供應(yīng)，電廠供應(yīng)的電力越多，效益將越高。因此不同建筑物，不同的供熱（冷）量，經(jīng)營(yíng)者的經(jīng)濟(jì)效益將不同，不能照搬本文的計(jì)算結(jié)果。應(yīng)針對(duì)具體的建筑物類型、用途，當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料，當(dāng)?shù)氐母鞣N能源價(jià)格及供暖空調(diào)的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行可行性研究，以確定何種供暖空調(diào)方式為最經(jīng)濟(jì)方案。

對(duì)傳統(tǒng)的“單位面積收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)”，由于供應(yīng)的建筑物面積是確定的，向用戶收取的采暖空調(diào)費(fèi)用是固定的，因此對(duì)經(jīng)營(yíng)者來(lái)說(shuō)，供應(yīng)的熱（冷）量越少，其效益就越高。這與“計(jì)量收費(fèi)”的效果正相反，但采用“計(jì)量收費(fèi)”是有利于用戶和有利于節(jié)能的。

(六)、工質(zhì)替代

作為空調(diào)和熱泵的主導(dǎo)工質(zhì)HCFC22淘汰在即，因難以找到HCFC22 性能相當(dāng)?shù)膯我惶娲镔|(zhì)，采用混合工質(zhì)替代方案已成共識(shí)。國(guó)際上迄今提出的HCFC22替代物主要為R410A和R407C，它們的ODP均為0，已經(jīng)在不少場(chǎng)合獲得應(yīng)用。然而它們不僅在熱力性能上與HCFC22有明顯差距而且還因具有較大的溫室效應(yīng)勢(shì)GWP而受限于京都協(xié)議。

從溫室效應(yīng)的角度出發(fā)，人們又將研究目光放在了來(lái)源于自然又可回歸自然的自然工質(zhì)上。自然工質(zhì)包括碳?xì)浠衔?、氨、CO₂、空氣等，它們的ODP為零、GWP在與CO₂相同量級(jí)的水平上。有研究認(rèn)為，氨及碳?xì)浠衔锸亲钣星巴镜腃FC、HCFC和HFC的替代物。但也有觀點(diǎn)認(rèn)為，那些所謂的天然制冷劑，由于不穩(wěn)定性和存在爆炸的危險(xiǎn)，使得它們?cè)诳照{(diào)工業(yè)中被限制使用。另外，國(guó)內(nèi)外也已經(jīng)開(kāi)始對(duì)CO₂跨（超）臨界循環(huán)進(jìn)行新一輪的研究。

ASHRAE給出了一些可長(zhǎng)期替代R22的混合工質(zhì)，見(jiàn)表1。ARI也推薦了一些替代R22的單工質(zhì)和混合工質(zhì)，見(jiàn)表2。

表1 ASHRAE推薦的R22替代工質(zhì) 

表2 ARI推薦的R22替代工質(zhì)  

（七）、常見(jiàn)問(wèn)題討論

1.為什么地源熱泵在美國(guó)、歐洲以及中國(guó)，尤其是近些年來(lái)為越來(lái)越多的用戶所認(rèn)識(shí)，市場(chǎng)日趨活躍呢？

一方面是由于全世界范圍內(nèi)比以往更加關(guān)注能源、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題，對(duì)于中國(guó)由于以燃煤為主的能源結(jié)構(gòu)已經(jīng)造成了極為嚴(yán)重的大氣污染，因此，要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，必須盡可能多地利用清潔的可再生能源，必須加大節(jié)能的力度，而既能在冬季供暖、又能在夏季制冷空調(diào)的地源熱泵系統(tǒng)是很好的一個(gè)選擇；另一方面是地源熱泵系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年的研究，在技術(shù)上已經(jīng)非常成熟，而且經(jīng)過(guò)多年的示范與實(shí)踐，確認(rèn)了地源熱泵系統(tǒng)的很多優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約能源、舒適、安全、性能穩(wěn)定、清潔、使用靈活等。

2.水環(huán)路熱泵（WLHP）系統(tǒng)與地源熱泵（GSHP）系統(tǒng)有什么異同？適用于什么場(chǎng)合？

兩者都可通過(guò)水源熱泵如水－空氣熱泵或水－水熱泵系統(tǒng)為建筑物提供熱量或冷量，區(qū)別是WLHP系統(tǒng)通常是指利用冷卻水塔和鍋爐保持全年冬夏兩季節(jié)的供水溫度穩(wěn)定的系統(tǒng)，而GSHP系統(tǒng)則通常是指通過(guò)利用地下水、地下?lián)Q熱系統(tǒng)、地表水或者地下?lián)Q熱系統(tǒng)與冷卻塔、鍋爐相結(jié)合等形式維持供水溫度穩(wěn)定的系統(tǒng)；此外，WLHP一般為分散式系統(tǒng)，而GSHP既可為分散式系統(tǒng)也可為集中式系統(tǒng)。  

對(duì)于WLHP系統(tǒng)適用于什么場(chǎng)合，有研究認(rèn)為，單純的供冷或單純的供熱選用水環(huán)路熱泵是不合理的；對(duì)同時(shí)具有制冷和制熱需要的空調(diào)建筑，當(dāng)其內(nèi)部余熱量較小或較大時(shí)，使用WLHP系統(tǒng)節(jié)能效果不明顯，只有當(dāng)機(jī)組排出的熱量與部分水源熱泵機(jī)組吸收的熱量相近時(shí)，才具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。對(duì)于某一特定建筑，設(shè)計(jì)者需根據(jù)建筑物的冷熱負(fù)荷曲線、使用特點(diǎn)、功能，所處環(huán)境等諸多因素綜合評(píng)價(jià)使用WLHP系統(tǒng)是否節(jié)能、合適。一般地說(shuō)，以下幾種情況可考慮使用WLHP：①有低品位穩(wěn)定可靠的廢熱可以利用；②建筑物內(nèi)同時(shí)有制冷和供熱的需要；制冷量不大，且又要求獨(dú)立計(jì)量電費(fèi)，使用時(shí)間不一，個(gè)別房間或區(qū)域經(jīng)常需在夜間或節(jié)假日獨(dú)立使用的建筑。 

地源熱泵系統(tǒng)的適用場(chǎng)合，對(duì)于分散式系統(tǒng)，類似于上述水環(huán)路熱泵系統(tǒng)的情況；而對(duì)于集中式系統(tǒng)，即集中為建筑物各房間提供冷水或熱水的情況，則適用范圍較廣，尤其適用于辦公樓、學(xué)校及別墅等。

3.對(duì)幾種地源熱泵系統(tǒng)在工程應(yīng)用中的評(píng)述

1）直接利用地下井水的地源熱泵系統(tǒng)：其最大優(yōu)點(diǎn)是非常經(jīng)濟(jì)，占地面積小，但要注意必須符合下列條件：水質(zhì)良好；水量豐富；符合標(biāo)準(zhǔn)。  

2）地下埋管的地源熱泵系統(tǒng)：對(duì)于垂直式埋管系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)有：較小的土地占用，管路及水泵用電少，其缺點(diǎn)是鉆井費(fèi)用較高；對(duì)于水平式埋管系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)有：安裝費(fèi)用比垂直式埋管系統(tǒng)低，應(yīng)用廣泛，使用者易于掌握，其缺點(diǎn)有：占地面積大，受地面溫度影響大，水泵耗電量大。  

3）地表水式熱泵：其優(yōu)點(diǎn)有：在10米或更深的湖中，可提供10℃的直接制冷，比地下埋管系統(tǒng)投資要小，水泵能耗較低，高可靠性，低維修要求、低運(yùn)行費(fèi)用，在溫暖地區(qū)，湖水可做熱源，其缺點(diǎn)有：在淺水湖中，盤(pán)管容易被破壞，由于水溫變化較大，會(huì)降低機(jī)組的效率。 

4）鍋爐/冷卻塔與地下埋管相結(jié)合的混合型地源熱泵系統(tǒng)：適用于空間小，不能單獨(dú)采用地下埋管換熱系統(tǒng)的建筑，冷卻塔和閉環(huán)式系統(tǒng)相結(jié)合制冷，節(jié)省成本；事實(shí)證明該系統(tǒng)是高效率、低費(fèi)用的。  

      4.地源熱泵的運(yùn)行費(fèi)用怎樣？經(jīng)濟(jì)性如何？