地源熱泵系統(tǒng)是從常溫土壤或地表水（地下水），冬季從地下提取熱量，夏季把建筑的熱量又存入地下，從而解決冬夏兩季采暖和空調的冷熱源。夏季通過機組將房間內的熱量轉移到地下，對房間進行降溫，同時儲存熱量，以備冬用。冬季通過熱泵將土壤中的熱量轉移到房間，對房間進行供暖，同時儲存冷量，以備夏用，大地土壤提供了一個很好的免費能量存貯源泉，這樣就實現(xiàn)了能量的季節(jié)轉換。

　　冬季地源熱泵工作原理：冬天熱泵中制冷劑正向流動，壓縮機排出的高溫高壓R22氣體進入冷凝器向集水器中的水放出熱量，相變?yōu)楦邷馗邏旱囊后w，再經熱力膨脹閥節(jié)流降壓變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w進入蒸發(fā)器，從地下循環(huán)液中吸取低溫熱后相變?yōu)榈蜏氐蛪旱娘柡驼羝筮M入壓縮機吸氣端，由壓縮機壓縮排出高溫高壓氣體完成一個循環(huán)。如此循環(huán)往復將地下低溫熱能“搬運”到集水器，從而不斷地向用戶提供45 ℃ -50 ℃的熱水。

　　夏季地源熱泵工作原理：夏天熱泵中制冷劑逆向流動，與用戶換熱的冷凝器變?yōu)檎舭l(fā)器從集水器中的低溫水（7 -12 ℃）提取熱能，與地下循環(huán)液換熱的蒸發(fā)器變?yōu)槔淠飨虻叵卵h(huán)液排放熱量，循環(huán)液中熱量再向地下低溫區(qū)排放，如此循環(huán)往復連續(xù)地向用戶提供7 -12 ℃ 的冷水。

　　室外地能換熱系統(tǒng)、地源熱泵機組和室內采暖空調末端系統(tǒng)。其中地源熱泵機主要有兩種形式：水—水式或水—空氣式。三個系統(tǒng)之間靠水或空氣換熱介質進行熱量的傳遞，地源熱泵與地能之間換熱介質為水，與建筑物采暖空調末端換熱介質可以是水或空氣。

　　優(yōu)點

　　屬于可再生能源的利用技術

　　地源熱泵是利用地球表面淺層地熱資源（通常小于400m深）作為冷熱源，進行能量轉換的供暖空調系統(tǒng)。地表淺層地熱資源可以稱為地能，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽能、地熱能而蘊藏的低溫位熱能。地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽能量，比人類每年利用能量總和的500倍還多。它不受地域、資源等限制，真正是量大面廣、無處不在。這種儲存于地表淺層近乎無限的可再生能源，使得地能也成為清潔的可再生能源的一種形式。

　　高效節(jié)能，運行費低

　　地能或地表淺層地熱資源的溫度一年四季相對穩(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冷源，這種溫度特性使得地源熱泵比傳統(tǒng)空調系統(tǒng)運行效率要高40%，因此要節(jié)能和節(jié)省運行費用40%左右。另外，地能溫度恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經濟性。

　　據(jù)美國環(huán)保署EPA估計，設計安裝良好的地源熱泵，平均來說可以節(jié)約用戶30%~40%的供熱制冷空調的運行費用。

　　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，相當于減少40%以上，與電供暖相比，相當于減少70%以上，如果結合其他節(jié)能減排會更明顯。雖然也采用制冷劑，但比常規(guī)空調裝置減少25%的充灌量。該裝置的運行沒有任何污染，可以建造在居民區(qū)內，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，且不用遠距離輸送熱量。

　　一機多用，應用范圍廣

　　地源熱泵系統(tǒng)可供暖、制冷，還可供生活熱水，一機多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統(tǒng)。特別是對于同時有供熱和供冷要求的建筑物，地源熱泵有著明顯的優(yōu)點。不僅節(jié)省大量能源，而且用一套設備可以同時滿足供熱和供冷的要求，減少了設備的初投資。可應用于賓館、商場、辦公樓、學校等建筑，小型的地源熱泵更適合于別墅住宅的采暖、空調。

　　自動運行

　　地源熱泵機組由于工況穩(wěn)定，所以機組運行簡單可靠，維護費用低；自動控制程度高，使用壽命長，可達到15年以上。

　　當然，像任何事物一樣，地源熱泵也不是十全十美的，其應用也會受到限制。

　　缺點

　　可利用的地能條件限制

　　地源熱泵理論上可以利用一起的土壤和水資源，在實際過程中，不同的土壤和水資源利用的成本差異是相當大的。所以在不同的地區(qū)是否有合適的土壤和水資源成為地源熱泵應用的一個關鍵。目前的地源熱泵利用方式中，閉式系統(tǒng)一般成本高。而開式系統(tǒng)，能否尋找到合適的水源就成為使用水源熱泵的限制條件。對開式系統(tǒng)，水源要求必須滿足一定的溫度、水量和清潔度。

　　水層的地理結構的限制

　　對于從地下抽水回灌的使用，必須考慮到使用地的地質的結構，確保可以在經濟條件下打井，找到合適的水源，同時還應當考慮當?shù)氐牡刭|和土壤的條件，保證用后回灌可以實現(xiàn)。同時，由于地下抽水將影響地下水資源，國家將來是否對此有所限制，也需要關注。

　　投資的經濟性

　　由于受到不同地區(qū)、不同用戶及國家能源政策、燃料價格的影響，地源的基本條件不同，一次性投資及運行費用會隨著用戶的不同而有所不同。雖然總體來說，地源熱泵的運行效率較高、費用較低，但與傳統(tǒng)的空調制冷取暖方式相比，在不同地區(qū)不同需求的條件下，地源熱泵的投資經濟性會有所不同。