2005年3月，廣西科技廳組織專家對廣西大學完成的“亞熱帶及溫帶地區(qū)地源熱泵供熱制冷節(jié)能系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)”科技項目進行了技術(shù)鑒定。專家的鑒定意見為“該項目針對我國南方亞熱帶及溫帶氣候，采用了地源熱泵-冷卻塔混合型冷熱源應(yīng)用技術(shù)，有效地實現(xiàn)了自然資源的互補利用，在地源熱泵系統(tǒng)配置、能源優(yōu)化和自動控制方面取得了較大的研究進展，在對地源熱泵技術(shù)的系統(tǒng)集成與優(yōu)化應(yīng)用方面有較大的創(chuàng)新。該項目針對亞熱帶及溫帶地區(qū)在利用淺層埋管技術(shù)、優(yōu)化埋地換熱器及系統(tǒng)節(jié)能方面達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。”

　　地源熱泵系統(tǒng)的定義

　　地源熱泵系統(tǒng)是隨著全球性的能源危機和環(huán)境問題的出現(xiàn)而逐漸興起的一項熱泵技術(shù)，主要是運用熱泵從淺層地能中（土壤、地下水或地表水）吸取大量的低溫位熱量（或冷量），通過熱泵系統(tǒng)循環(huán)把吸取的熱量從低溫位提升到高溫位，為用戶提供冬季供暖、夏季制冷空調(diào)、全年熱水供應(yīng)或制冷空調(diào)和熱水聯(lián)供。它只需消耗少量的高品位能源（如電能），就能獲得高于輸入能量數(shù)倍的熱能效果，它是一種高效、環(huán)保、節(jié)能的溫控系統(tǒng)。屬于經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益顯著的社會公益技術(shù)。

　　地源熱泵系統(tǒng)的工作原理

　　地源熱泵GSHP（ground-source heat pumps）技術(shù)是一種利用淺層地熱資源的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能的空調(diào)技術(shù)。熱泵的理論基礎(chǔ)源于卡諾循環(huán)，與制冷機相同，按照逆循環(huán)工作。即熱泵消耗較少量的高質(zhì)能Ｗ，通過循環(huán)從低溫熱源環(huán)境(溫度為Ｔ0)中吸取大量的低溫熱ＱL，獲得的輸出熱量為ＱH=Ｗ+ＱL(用戶的用熱溫度為Ｔ2),從而回收利用了低溫熱ＱL。由于全年地溫波動小，冬暖夏涼，因此，冬季從地表淺層吸取低溫熱量，夏季向地表淺層排放熱量（吸取冷量），通過循環(huán)把熱量從低溫位提升到高溫位，為用戶提供冬季供暖、夏季制冷以及全年熱水供應(yīng)。

　　地源熱泵系統(tǒng)的一般形式

　　地源熱泵系統(tǒng)，由室內(nèi)部分和室外部分組成，室內(nèi)部分包括熱泵機組、風道系統(tǒng)（或風機盤管系統(tǒng)、地板輻射采暖系統(tǒng)和水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)等）和控制系統(tǒng)，與傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)相似。室外部分是地熱能熱交換部分，有埋地管系統(tǒng)、地表水系統(tǒng)和地下水系統(tǒng)三種形式。地表水系統(tǒng)和地下水系統(tǒng)一般采用開路形式。地下水系統(tǒng)換熱效率相對高，但是地下水系統(tǒng)要特別注意地下地質(zhì)情況的勘探，分析其地下水的出水量和換熱能力，實施地下水的有效回灌措施，確保地下水位不下降、回灌井不堵塞、不破壞地層結(jié)構(gòu)。相對來說，地表水系統(tǒng)和埋地管系統(tǒng)是比較安全可靠的形式，但需要具備相應(yīng)的自然條件，如江河、湖泊或足夠的土地換熱面積。埋地管系統(tǒng)將閉環(huán)循環(huán)水埋于地表淺層土壤中，循環(huán)水經(jīng)水管壁面直接與土壤進行熱量交換。夏季循環(huán)水將制冷機組吸收的熱量向土壤散熱，冬季從土壤吸熱并將熱量經(jīng)熱泵機組傳遞至室內(nèi)。埋地管系統(tǒng)有垂直埋管（U形、套管等）、水平埋管和螺紋盤管等多種形式。

　　國外地源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用情況

　　美國能源部（ＤＯＥ）和美國環(huán)境保護署（ＥＰＡ）均已確認，地源熱泵系統(tǒng)是目前效率最高、對環(huán)境最有利的熱水、取暖和制冷系統(tǒng)。1998年，美國暖通空調(diào)工程師學會的ASHRAE技術(shù)獎就頒發(fā)給一地源熱泵系統(tǒng)。

　　廣西地源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用情況

　　目前，廣西大學已申請了多項地源熱泵相關(guān)設(shè)備發(fā)明專利和實用新型專利，自主開發(fā)地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計軟件一套。其中“太陽能-地源熱泵空調(diào)熱水設(shè)備” 已經(jīng)獲得國家實用新型專利（專利號：ZL200320101152.8），該技術(shù)有別于國外以太陽能集熱通過儲熱罐方式作為熱泵的輔助熱源的形式，克服其效率低、體積龐大弱點，本專利采用獨特的太陽能吸熱方式，大大提高太陽能的吸熱效率和減少了集熱面積，而且淺層地熱能-太陽能互補利用，使系統(tǒng)始終保持高效節(jié)能運轉(zhuǎn)，制熱能效比顯著提高。“多用途節(jié)能型熱泵孵化機”已經(jīng)獲得國家實用新型專利（專利號；ZL03246721.4），與電熱孵化系統(tǒng)相比節(jié)能50%以上。目前廣西大學根據(jù)南方土壤和氣候?qū)嶋H，已形成了一套由土壤換熱器（同時可靈活組合冷卻塔、太陽能集熱器）、熱泵機組、控制系統(tǒng)等科學集成的工程系統(tǒng)技術(shù)。擁有富水土壤換熱器垂直淺埋管技術(shù)、自然能源優(yōu)化互補利用技術(shù)、夏季工況熱量多級分流技術(shù)、智能控制等多項自主創(chuàng)新技術(shù)。不需抽取地下水、因地制宜、設(shè)計靈活，避免了過度取熱形成凍土或排熱量過大形成干燥土壤所引起的新的生態(tài)環(huán)境失衡等種種弊端。真正體現(xiàn)了可再生能源良性的、生態(tài)的合理利用。

　　廣西“十一五”期間建筑節(jié)能的目標與任務(wù)

　　我國采暖和空調(diào)的能耗已占建筑總能耗的55％，炎夏季節(jié)多數(shù)電網(wǎng)高峰負荷約有1／3用于空調(diào)制冷，使許多地區(qū)用電高度緊張，拉閘限電頻繁。2004年廣西建筑能耗已經(jīng)超過全社會總能耗的20%。淺層地熱能、太陽能屬于低品位能源，按照分級用能原則，最適合滿足生活用能的需要。地源熱泵技術(shù)是既開發(fā)利用了可再生的新能源——淺層地能，又顯著節(jié)能的不可多得的新技術(shù)，具有開源和節(jié)能的雙重效果。被稱為二十一世紀的“綠色空調(diào)技術(shù)”。因此，利用淺層地熱能（或與太陽能耦合）為南方建筑制冷采暖、熱水供應(yīng)、溫控農(nóng)業(yè)，對替代常規(guī)商品能源，改善能源結(jié)構(gòu)，保障能源安全，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會以及實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。

　　建設(shè)部提出：到“十一五”期末，夏熱冬暖地區(qū)新建居住建筑實現(xiàn)節(jié)能220萬噸標準煤；加強政府辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能運行管理與改造，實現(xiàn)節(jié)能3000萬噸標準煤，大城市完成既有建筑節(jié)能改造的面積要占既有建筑總面積的25%，中等城市要完成15%，小城市要完成10%；太陽能、淺層地能等可再生能源應(yīng)用面積占新建建筑面積比例達25%以上。根據(jù)廣西的氣候特點及資源條件，供冷時間長（６－８個月），常年供熱水，供暖時間短（１－２個月）。廣西河流數(shù)量多，大多數(shù)城市（鎮(zhèn)）臨江而建，地表水豐富。廣西雨水充足，地下水也相當豐富，全區(qū)有600多條地下河；絕大多數(shù)城鎮(zhèn)地下水位較高，富水土壤比例大，為土壤換熱式地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用提供了得天獨厚的條件，一般富水土壤換熱井20-30米，換熱效果就很明顯。設(shè)計合理的話，10口垂直U型管土壤換熱井就可獲得約20千瓦的熱量（或冷量）。因此，廣西在新建建筑和要進行節(jié)能改造的既有建筑采用地源熱泵供熱制冷節(jié)能環(huán)保系統(tǒng)具有非常有利和廣闊的條件。土壤全年恒溫，冬暖夏涼。

　　在廣西采用地源熱泵制冷采暖，與普通冷暖空調(diào)相比，節(jié)電40%左右。采用地源熱泵產(chǎn)熱水，保證一年四季有充足的生活熱水。與電加熱產(chǎn)熱水相比，節(jié)電70%以上，大概1萬人每年就可節(jié)約300萬度電,按廣西的平均民用電價，可節(jié)約200萬元左右。一次性投入，收益幾十年，每戶投入相當于一個中等價格的太陽能熱水器，全年耗電比太陽能+電加熱的熱水器節(jié)電30%以上。