地热能与地源热泵

地热能与地源热泵
（来源：北京亚特伟达冷暖节能工程技术有限公司 转载请注明）
地热能是蕴藏在地球内部的热能。据估计在地表层10km以下的范围内，地热资源就相当于全部煤炭储量热值的7万倍，但地热的直接开发利用受到地域条件和开采技术的严格限制；地球浅表（400m）的土壤和含水层中，也是一个巨大的热能库，但大多数区域温度较低，不能直接利用[1]。热泵技术是利用工质形态变化时吸热和防热过程“搬运”能量的装置，热泵在工作时，把环境介质中贮存的能量QA 在蒸发器中加以吸收；它本身消耗一部分能量，即压缩机耗电QB；通过工质循环系统在冷凝器中进行放热QC，QC=QA+QB，由此可以看出，热泵输出的能量为压缩机做的功QB 和热泵从环境中吸收的热量QA；因此，采用热泵技术可以节约大量的电能。地暖
根据热力学第二定律，高品位热源在转化为低品位热能时伴随着巨大的熵增损失，而且直接利用低能或燃料转换能量时系统效率不可能超过100%，如燃气热水器，因为有高温废气的排放、不完全燃烧、强制排烟及换热效率方面的损失，实际的制热系数仅在0.5-0.7之间。依据热泵原理使人类科学使用低温热能成为现实，目前热泵型冷热双效空调产品中，即以室外空气为热源对室内空气进行加热，以达到节能的目的，其系统ERR 系数已能达4，但是，依靠空气作为低温热源，由于其比热容低，换热效果差，需要较大的换热面，而且对室外空气温度的影响也很大。水的比热容是空气的4180 倍，换热系数要高20倍，如果以水为地温热源，将使热泵效率大大提高，土壤特别是含水率较高的不冻土壤，都比空气热源的转换效率高。地源热泵正是利用这一原理，把地下水或浅表土壤作为热源和储能库，实现有限室内空间热量的置换转移到具有较大热容量的水体或土壤中，在改善室内温度条件的同时又不对环境温度造成影响。