[摘要]地源热泵中央空调与传统中央空调对比：运行费用
地源热泵系统在运行中的节能特点也是显而易见的：通常地源热泵消耗1kW的能量
一、什么是地源热泵
我们先来简单的认识一下什么的地源热泵，地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷
的新型能源利用技术，是热泵的一种，热泵是利用卡诺循环和逆卡诺循环原理转移冷量
和热量的设备。地源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方。通
常热泵都是用来做为空调制冷或者采暖用的。地源热泵还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄
冷能力，冬季地源把热量从地下土壤中转移到建筑物内，夏季再把地下的冷量转移到建
筑物内，一个年度形成一个冷热循环。
二、一般比较：
地源热泵中央空调和传统中央空调相比，大的特点就在于它的节能性，这也是很
多用户不顾高额初投资选择地源热泵中央空调的原因，地源热泵除了节能外，还有很多
的优点，我们可以通过与传统中央空调的对比来分析地源热泵到底具有哪些优势，为什
么如此深受用户青睐。
地源热泵中央空调与传统中央空调对比：环境保护
从土壤源热泵的整个运行原理来看，土壤源热泵系统实际是真正意义的绿色环保空
调，不管是冬季还是夏季的运行，都不会对建筑外大气环境造成不良影响。而普通中央
空调系统，将废热气或水蒸气排向室外环境，无一例外的都对环境造成了极大的污染。
以地球表面浅层地热资源作为冷热源，利用清洁的、近乎无限可再生的能源，符合可持
续发展的战略要求。
地源热泵中央空调与传统中央空调对比：运行效率
对于普通中央空调系统，不管是采用风冷热泵机组还是采用冷却塔的冷水机组，无
一例外的要受外界天气条件的限制，即空调区越需要供冷或供热时，主机的供冷量或供
热量就越不足，即运行效率下降，这在夏热冬冷地区的使用就受到了影响。而土壤源热
泵机组与外界的换热是通过大地，而大地的温度很稳定，不受外界空气的变化而影响运
行效率，因此，土壤源热泵的运行效率是高的。
地源热泵中央空调与传统中央空调对比：经济方面
地源热泵系统还可以集采暖、空调制冷和提供生活热水于一体。一套热泵系统可以
替换原有的供热锅炉、制冷空调和生活热水加热的三套装置或系统，从而减少使用成本
，十分经济。
地源热泵中央空调与传统中央空调对比：运行费用
地源热泵系统在运行中的节能特点也是显而易见的：通常地源热泵消耗1kW的能量
，用户可以得到4kW以上的热量或冷量，其制冷、制热系数可达4以上，与传统的空气源
热泵相比，要高出40%，其运行费用为普通中央空调的50%～60%。达到相同的制冷制热
效率，土壤源热泵主机的输入功率较小，即为业主提供了较低运行费的空调系统，在全
年时间使用空调的场所，这种效果尤为明显。锅炉只能将70%～90%的燃料内能为热量，
因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省约二分之一的
地源热泵中央空调与传统中央空调对比：主机设置
对于普通中央空调系统，若设置风冷热泵机组进行冷热空调，则风冷热泵主机的设
置必须要与外界通风良好，要么设置于屋顶，要么设置于地面，这对别墅空调受限就更
严重。而土壤源热泵主机的设置就非常灵活，可以设置在建筑物的任何位置，而不受考
虑位置设置的限制。若设置冷水机组+锅炉进行冷热空调，冷却塔和锅炉的位置就更受
限制。因此，就主机的设置而言，地源热泵系统的主机设置是非常灵活的。
地源热泵中央空调与传统中央空调对比：系统简单
一机多用，节约设备用房，应用范围广。地源热泵可供暖、空调，还可用于生活热
水供应系统，一套系统可替代锅炉加空调的两套系统，因此一机多用，节省了建筑空间
及设备的初投资，机组紧凑，节省设备用房空间，由此而产生的经济效益相当可观。
地源热泵中央空调与传统中央空调对比：无需除霜
大地土壤温度一年四季相对保持恒定，冬季也能保持在15℃以上，埋地换热器不会
结霜，可节省因结霜、除霜而消耗的能量。
通过详细对比，我们很容易发现地源热泵中央空调优势非常明显，从这里我们也可
以看出，为什么政府会大力推广地源热泵系统，地源热泵的普及不仅关系到家庭用户的
切身利益，也很大程度上降低建筑能耗，缓解环境能源压力，优化生态环境。舒适360
积极响应政府号召，一直倡导舒适健康、节能环保的室内舒适家居生活，已经成功安装
多套家用地源热泵系统。
地源热泵相关介绍
一、地源热泵中央空调系统的组成和形式
地源热泵中央空调系统由室外换热系统和室内换热系统两大部分组成，每一部分都
有多种不同的系统形式。室外换热系统有闭式GSHP(土壤源)与开式WSHP(水源热泵)两
种系统方式。
1.闭式换热方式的组成
闭式换热方式由埋设在地下或抛放在水中的PE管和循环水泵及相关附属部件组成。
由循环水泵驱动PE管路中的循环水，循环水作为热量的载体将热量在室内房间与室外土
壤或地表水中进行转换。
2.开式换热方式的组成及各部分的功能
开式(水源热泵)换热方式由抽水井、回灌井、调节水池、板式换热器、潜水泵、
回灌泵、循环水泵及相关附属部件组成。由潜水泵将地下水抽取到调节水池中。由循环
水泵驱动调节水池中的水流经板式换热器后在送回调节水池。板式换热器将地下水与室
内循环水进行隔离性的热量交换。当调节水池中的地下水失去利用价值后由回灌泵送回
回灌井内。调节水池将抽取上来的地下水进行暂时存放，当水温降低至不可利用的温度
(冬季)或当水温升高至不可利用的温度(夏季)后再进行回灌，这样对地下水的抽取
及回灌都是间歇性的，充分利用了抽上来的地下水的低位能源，减少了潜水泵的开机时
间节约了电能同时还降低了回灌的压力。
二、地源热泵特点
1、属可再生能源利用技术
地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源(通常小于400米深)作为冷热源，进行
能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能(EarthEnergy)，是指
地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层
是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还
多。它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎
无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。
2、属经济有效的节能技术
地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季
比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统
空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。另外，地能温度较恒
定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。据美国
环保署EPA估计，设计安装良好的地源热泵，平均来说可以节约用户30～40%的供热制
冷空调的运行费用。
3、环境效益显著
地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40%以上，与电供暖相比
，相当于减少70%以上，如果结合其它节能措施节能减排会更明显。虽然也采用制冷剂
，但比常规空调装置减少25%的充灌量;属自含式系统，即该装置能在工厂车间内事先
整装密封好，因此，制冷剂泄漏机率大为减少。该装置的运行没有任何污染，可以建造
在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不
用远距离输送热量。
4、一机多用，应用范围广
地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来
的锅炉加空调的两套装置或系统;可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合
于别墅住宅的采暖、空调。此外，机组使用寿命长，均在15年以上;机组紧凑、节省空
间;维护费用低;自动控制程度高，可无人值守。
三、对几种地源热泵系统在工程应用中的评述
1)直接利用地下井水的地源热泵系统：其最大优点是非常经济，占地面积小，但
要注意必须符合下列条件：水质良好;水量丰富;符合标准。
2)地下埋管的地源热泵系统：对于①垂直式埋管系统，其优点有：较小的土地占
用，管路及水泵用电少，其缺点是钻井费用较高;对于②水平式埋管系统，其优点有：
安装费用比垂直式埋管系统低，应用广泛，使用者易于掌握，其缺点有：占地面积大，
受地面温度影响大，水泵耗电量大。
3)地表水式热泵：其优点有：在10米或更深的湖中，可提供10℃的直接制冷，比
地下埋管系统投资要小，水泵能耗较低，高可靠性，低维修要求、低运行费用，在温暖
地区，湖水可做热源，其缺点有：在浅水湖中，盘管容易被破坏，由于水温变化较大，
会降低机组的效率。
4)锅炉/冷却塔与地下埋管相结合的混合型地源热泵系统：适用于空间小，不能单
独采用地下埋管换热系统的建筑，冷却塔和闭环式系统相结合制冷，节省成本;事实证
明该系统是高效率、低费用的。
四、其他形式中央空调的制冷和取暖方式
(1)冷水机组(制冷)+燃煤锅炉(采暖)
(2)冷水机组(制冷)+燃油锅炉(采暖)
(3)冷水机组(制冷)+燃气锅炉(采暖)
(4)直燃式(燃油、燃气)溴化锂(冷暖)
五、冷、热量获取方式
(1)地源热泵中央空调：电能+地下浅层太阳能
(2)冷水机组+燃煤锅炉：电能+煤碳
(3)冷水机组+燃油锅炉：电能+轻柴油
(4)冷水机组+燃气锅炉：电能+天然气
(5)直燃式(燃油、燃气)溴化锂：电能+油(气)
六、主机能耗比较(以1万平米办公楼为例)
(1)地源热泵中央空调：夏天耗电138KW/h
冬天耗电204KW/h
(2)冷水机组+燃煤锅炉：夏天耗电156KW/h
冬天燃煤314Kg/h+耗电15KW/h
(3)冷水机组+燃油锅炉：夏天耗电156KW/h
冬天燃油67Kg/h+耗电15KW/h
(4)冷水机组+燃气锅炉：夏天耗电156KW/h
冬天燃气70立方/h+耗电15KW/h
(5)直燃式溴化锂：燃油70Kg/h+耗电33KW/h
燃气192立方/h+耗电33KW/h
七、主机房系统投资比较
(以1万平米办公楼为例，未比较机房面积和建设费)
(1)地源热泵中央空调：WSHP地源热泵主机、附属设备135万元
GSHP地源热泵主机、附属设备145万元
(2)冷水机组+燃煤锅炉：冷水机组、冷却塔、附属设备84万元
燃煤锅炉25万元
(3)冷水机组+燃油锅炉：冷水机组、冷却塔、附属设备84万元
燃油锅炉31万元
(4)冷水机组+燃气锅炉：冷水机组、冷却塔、附属设备84万元
燃气锅炉40万元(不含市政接网费)
(5)直燃式溴化锂：130万元
其中地源热泵机房面积为70㎡
八、主机系统运行费用比较(以1万平米办公楼为例)
(主机运行时间10h/天，夏天制冷90天，冬天120天，电费0.5元/KW)
(1)地源热泵中央空调：夏天6.21元/㎡冬天12.24元/㎡
(2)冷水机组+燃煤锅炉：夏天7.02元/㎡冬天11元/㎡
(3)冷水机组+燃油锅炉：夏天7.02元/㎡冬天27元/㎡
(4)冷水机组+燃气锅炉：夏天7.02元/㎡冬天21元/㎡
(5)直燃式溴化锂：夏天16元/㎡冬天35元/㎡
注：1、地源热泵主机用的冷热源来自地下恒定的能源，不存在衰减问题，所以运
行费用稳定，其他形式机组均存在衰减问题，会引起运行费用逐年增加。
2、地源热泵主机为全自动电脑控制，无须专人看守和劳动;其他形式机组要有几
个人去管理和劳动。
我们先来简单的认识一下什么的地源热泵，地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷
的新型能源利用技术，是热泵的一种，热泵是利用卡诺循环和逆卡诺循环原理转移冷量
和热量的设备。地源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方。通
常热泵都是用来做为空调制冷或者采暖用的。地源热泵还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄
冷能力，冬季地源把热量从地下土壤中转移到建筑物内，夏季再把地下的冷量转移到建
筑物内，一个年度形成一个冷热循环。
二、一般比较：
地源热泵中央空调和传统中央空调相比，大的特点就在于它的节能性，这也是很
多用户不顾高额初投资选择地源热泵中央空调的原因，地源热泵除了节能外，还有很多
的优点，我们可以通过与传统中央空调的对比来分析地源热泵到底具有哪些优势，为什
么如此深受用户青睐。
地源热泵中央空调与传统中央空调对比：环境保护
从土壤源热泵的整个运行原理来看，土壤源热泵系统实际是真正意义的绿色环保空
调，不管是冬季还是夏季的运行，都不会对建筑外大气环境造成不良影响。而普通中央
空调系统，将废热气或水蒸气排向室外环境，无一例外的都对环境造成了极大的污染。
以地球表面浅层地热资源作为冷热源，利用清洁的、近乎无限可再生的能源，符合可持
续发展的战略要求。
地源热泵中央空调与传统中央空调对比：运行效率
对于普通中央空调系统，不管是采用风冷热泵机组还是采用冷却塔的冷水机组，无
一例外的要受外界天气条件的限制，即空调区越需要供冷或供热时，主机的供冷量或供
热量就越不足，即运行效率下降，这在夏热冬冷地区的使用就受到了影响。而土壤源热
泵机组与外界的换热是通过大地，而大地的温度很稳定，不受外界空气的变化而影响运
行效率，因此，土壤源热泵的运行效率是高的。
地源热泵中央空调与传统中央空调对比：经济方面
地源热泵系统还可以集采暖、空调制冷和提供生活热水于一体。一套热泵系统可以
替换原有的供热锅炉、制冷空调和生活热水加热的三套装置或系统，从而减少使用成本
，十分经济。
地源热泵中央空调与传统中央空调对比：运行费用
地源热泵系统在运行中的节能特点也是显而易见的：通常地源热泵消耗1kW的能量
，用户可以得到4kW以上的热量或冷量，其制冷、制热系数可达4以上，与传统的空气源
热泵相比，要高出40%，其运行费用为普通中央空调的50%～60%。达到相同的制冷制热
效率，土壤源热泵主机的输入功率较小，即为业主提供了较低运行费的空调系统，在全
年时间使用空调的场所，这种效果尤为明显。锅炉只能将70%～90%的燃料内能为热量，
因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省约二分之一的
能量。
地源热泵中央空调与传统中央空调对比：主机设置
对于普通中央空调系统，若设置风冷热泵机组进行冷热空调，则风冷热泵主机的设
置必须要与外界通风良好，要么设置于屋顶，要么设置于地面，这对别墅空调受限就更
严重。而土壤源热泵主机的设置就非常灵活，可以设置在建筑物的任何位置，而不受考
虑位置设置的限制。若设置冷水机组+锅炉进行冷热空调，冷却塔和锅炉的位置就更受
限制。因此，就主机的设置而言，地源热泵系统的主机设置是非常灵活的。
地源热泵中央空调与传统中央空调对比：系统简单
一机多用，节约设备用房，应用范围广。地源热泵可供暖、空调，还可用于生活热
水供应系统，一套系统可替代锅炉加空调的两套系统，因此一机多用，节省了建筑空间
及设备的初投资，机组紧凑，节省设备用房空间，由此而产生的经济效益相当可观。
地源热泵中央空调与传统中央空调对比：无需除霜
大地土壤温度一年四季相对保持恒定，冬季也能保持在15℃以上，埋地换热器不会
结霜，可节省因结霜、除霜而消耗的能量。
通过详细对比，我们很容易发现地源热泵中央空调优势非常明显，从这里我们也可
以看出，为什么政府会大力推广地源热泵系统，地源热泵的普及不仅关系到家庭用户的
切身利益，也很大程度上降低建筑能耗，缓解环境能源压力，优化生态环境。舒适360
积极响应政府号召，一直倡导舒适健康、节能环保的室内舒适家居生活，已经成功安装
多套家用地源热泵系统。
地源热泵相关介绍
一、地源热泵中央空调系统的组成和形式
地源热泵中央空调系统由室外换热系统和室内换热系统两大部分组成，每一部分都
有多种不同的系统形式。室外换热系统有闭式GSHP(土壤源)与开式WSHP(水源热泵)两
种系统方式。
1.闭式换热方式的组成
闭式换热方式由埋设在地下或抛放在水中的PE管和循环水泵及相关附属部件组成。
由循环水泵驱动PE管路中的循环水，循环水作为热量的载体将热量在室内房间与室外土
壤或地表水中进行转换。
2.开式换热方式的组成及各部分的功能
开式(水源热泵)换热方式由抽水井、回灌井、调节水池、板式换热器、潜水泵、
回灌泵、循环水泵及相关附属部件组成。由潜水泵将地下水抽取到调节水池中。由循环
水泵驱动调节水池中的水流经板式换热器后在送回调节水池。板式换热器将地下水与室
内循环水进行隔离性的热量交换。当调节水池中的地下水失去利用价值后由回灌泵送回
回灌井内。调节水池将抽取上来的地下水进行暂时存放，当水温降低至不可利用的温度
(冬季)或当水温升高至不可利用的温度(夏季)后再进行回灌，这样对地下水的抽取
及回灌都是间歇性的，充分利用了抽上来的地下水的低位能源，减少了潜水泵的开机时
间节约了电能同时还降低了回灌的压力。
二、地源热泵特点
1、属可再生能源利用技术
地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源(通常小于400米深)作为冷热源，进行
能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能(EarthEnergy)，是指
地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层
是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还
多。它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎
无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。
2、属经济有效的节能技术
地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季
比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统
空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。另外，地能温度较恒
定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。据美国
环保署EPA估计，设计安装良好的地源热泵，平均来说可以节约用户30～40%的供热制
冷空调的运行费用。
3、环境效益显著
地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40%以上，与电供暖相比
，相当于减少70%以上，如果结合其它节能措施节能减排会更明显。虽然也采用制冷剂
，但比常规空调装置减少25%的充灌量;属自含式系统，即该装置能在工厂车间内事先
整装密封好，因此，制冷剂泄漏机率大为减少。该装置的运行没有任何污染，可以建造
在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不
用远距离输送热量。
4、一机多用，应用范围广
地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来
的锅炉加空调的两套装置或系统;可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合
于别墅住宅的采暖、空调。此外，机组使用寿命长，均在15年以上;机组紧凑、节省空
间;维护费用低;自动控制程度高，可无人值守。
三、对几种地源热泵系统在工程应用中的评述
1)直接利用地下井水的地源热泵系统：其最大优点是非常经济，占地面积小，但
要注意必须符合下列条件：水质良好;水量丰富;符合标准。
2)地下埋管的地源热泵系统：对于①垂直式埋管系统，其优点有：较小的土地占
用，管路及水泵用电少，其缺点是钻井费用较高;对于②水平式埋管系统，其优点有：
安装费用比垂直式埋管系统低，应用广泛，使用者易于掌握，其缺点有：占地面积大，
受地面温度影响大，水泵耗电量大。
3)地表水式热泵：其优点有：在10米或更深的湖中，可提供10℃的直接制冷，比
地下埋管系统投资要小，水泵能耗较低，高可靠性，低维修要求、低运行费用，在温暖
地区，湖水可做热源，其缺点有：在浅水湖中，盘管容易被破坏，由于水温变化较大，
会降低机组的效率。
4)锅炉/冷却塔与地下埋管相结合的混合型地源热泵系统：适用于空间小，不能单
独采用地下埋管换热系统的建筑，冷却塔和闭环式系统相结合制冷，节省成本;事实证
明该系统是高效率、低费用的。
四、其他形式中央空调的制冷和取暖方式
(1)冷水机组(制冷)+燃煤锅炉(采暖)
(2)冷水机组(制冷)+燃油锅炉(采暖)
(3)冷水机组(制冷)+燃气锅炉(采暖)
(4)直燃式(燃油、燃气)溴化锂(冷暖)
五、冷、热量获取方式
(1)地源热泵中央空调：电能+地下浅层太阳能
(2)冷水机组+燃煤锅炉：电能+煤碳
(3)冷水机组+燃油锅炉：电能+轻柴油
(4)冷水机组+燃气锅炉：电能+天然气
(5)直燃式(燃油、燃气)溴化锂：电能+油(气)
六、主机能耗比较(以1万平米办公楼为例)
(1)地源热泵中央空调：夏天耗电138KW/h
冬天耗电204KW/h
(2)冷水机组+燃煤锅炉：夏天耗电156KW/h
冬天燃煤314Kg/h+耗电15KW/h
(3)冷水机组+燃油锅炉：夏天耗电156KW/h
冬天燃油67Kg/h+耗电15KW/h
(4)冷水机组+燃气锅炉：夏天耗电156KW/h
冬天燃气70立方/h+耗电15KW/h
(5)直燃式溴化锂：燃油70Kg/h+耗电33KW/h
燃气192立方/h+耗电33KW/h
七、主机房系统投资比较
(以1万平米办公楼为例，未比较机房面积和建设费)
(1)地源热泵中央空调：WSHP地源热泵主机、附属设备135万元
GSHP地源热泵主机、附属设备145万元
(2)冷水机组+燃煤锅炉：冷水机组、冷却塔、附属设备84万元
燃煤锅炉25万元
(3)冷水机组+燃油锅炉：冷水机组、冷却塔、附属设备84万元
燃油锅炉31万元
(4)冷水机组+燃气锅炉：冷水机组、冷却塔、附属设备84万元
燃气锅炉40万元(不含市政接网费)
(5)直燃式溴化锂：130万元
其中地源热泵机房面积为70㎡
八、主机系统运行费用比较(以1万平米办公楼为例)
(主机运行时间10h/天，夏天制冷90天，冬天120天，电费0.5元/KW)
(1)地源热泵中央空调：夏天6.21元/㎡冬天12.24元/㎡
(2)冷水机组+燃煤锅炉：夏天7.02元/㎡冬天11元/㎡
(3)冷水机组+燃油锅炉：夏天7.02元/㎡冬天27元/㎡
(4)冷水机组+燃气锅炉：夏天7.02元/㎡冬天21元/㎡
(5)直燃式溴化锂：夏天16元/㎡冬天35元/㎡
注：1、地源热泵主机用的冷热源来自地下恒定的能源，不存在衰减问题，所以运
行费用稳定，其他形式机组均存在衰减问题，会引起运行费用逐年增加。
2、地源热泵主机为全自动电脑控制，无须专人看守和劳动;其他形式机组要有几
个人去管理和劳动。