热泵技术的原理是从周围环境中吸取热量，包括从自然界的水、空气或土壤中获取低品位热能，让其充分释放能量，利用少量高品位的电能作为驱动能源，变成可为人所用的高品位热能。按照功能与热载体的不同，热泵技术主要分为三种：土壤源热泵系统，水源热泵系统和空气源热泵系统。三种系统主要优缺点如下表：

表1.1  三种基本热泵系统比较

2  土壤源热泵技术的应用实例分析

2.1  工程概况

无锡恒华科技园位于无锡市太湖新城，项目总建筑面积10万m2，主要为科技研发用房。一期4#、5#楼采用土壤源热泵系统，建筑面积7684m2，目前已建成并投入使用。该土壤源热泵系统主要由室外地下换热环路系统、室内换热系统、土壤源热泵机组三部分组成 [1]。

2.2  土壤源热泵系统常见问题及解决措施

在土壤源热泵系统安装与运行过程中，常遇见的问题及解决措施如下：

（1）地埋管的敷设

本工程采用垂直埋管地源热泵系统，这种埋管方式可有效减少对的土地占用，管路及水泵用电少，但其缺点是管井数量多，初投资高。地埋管的敷设方式受很多因素的影响，设计人员可以综合考虑、选择一种好的地埋管敷设方式，既可以起到优化设计的目的，也可以减少施工投资。

（2）地埋管换热器的传热性能

4#、5#楼的冷热负荷*由地源热泵系统供给。为了准确掌握工程地点的地质情况和地下热物性参数，根据《地源热泵系统工程规范》（GB50366一2005）的规定，在系统设置前安装地埋管的实验孔，进行地下响应测试。在热响应试验结果的基础上，根据建筑的冷热负荷计算数据，并考虑热泵机组的cop影响，确定地源热泵系统埋管方案。

（3）系统全年输出的冷负荷与热负荷不相等

热泵系统的取热负荷远小于散热负荷，如果不采取有效措施，地下平均温度将会逐渐上升，不能满足系统长期取、放热需求。为了使地下温度场不发生季节性的换热不平衡，就需要采取相应措施。目前在工程实践中，较有效的解决措施是在系统中增加辅助冷却塔，根据系统运行状况承担部分夏季散热负荷。

一期项目自2007年11月投入使用，经历了两个采暖期、一个空调制冷期后，对系统进行性能考察，结果系统运行稳定，埋管土壤温度无明显波动[2]。

2.3  经济性分析

对园区内1#楼VRV空调系统与4#、5#楼土壤源热泵系统进行系统投资和运行费用的估算，结果如表2及表3所示：

表2.1  系统投资比较

由上表可得土壤源热泵系统比VRV空调系统多投资95.40万元。

土壤源热泵系统的运行费用部分主要包括运行电费、系统维护维修费用和设备寿命折算费用（土壤源热泵系统的使用年限在20年以上，一般空调系统的使用年限为15年[3]）。其中维护维修的费用，两系统室内设备基本一致。对于一般空调系统其故障比率与地源热泵主机一致，因此该部分费用也基本一致。将设备净残值定为0，不考虑系统维护维修费用，得运行费用比较如下表：

    表2.2  运行费用比较

由上表可得土壤源热泵系统比VRV空调系统年节省运行费用万元26.32万元，土壤源热泵系统多投资的费用通过3.62年即可回收。另外土壤源热泵系统综合经济效益和运行寿命要明显**VRV空调系统。JcGlx199010950204