兩年前投入使用的河北建筑科技研發(fā)中心辦公樓有一件稀罕事：盛夏時(shí)節(jié)室外溫度升至30℃，十分炎熱。然而，沒有安裝傳統(tǒng)空調(diào)的30多個(gè)房間內(nèi)涼爽宜人，室溫只有26℃左右，沒有讓200多名工作在這里的員工感到絲毫炎熱。寒冬季節(jié)同樣讓人驚奇，盡管室外溫度低達(dá)零下十余攝氏度，但沒有安裝一塊暖氣片的辦公室同樣溫暖如春。
這個(gè)尖頂?shù)钠两ㄖ獗砜床坏絺鹘y(tǒng)空調(diào)的外機(jī)，也看不到大型空調(diào)所用的冷卻塔，更沒有鍋爐的蹤影，四季如春的感覺如何而來？
答案在地下。在河北省建筑科技研發(fā)中心氣派漂亮的主樓內(nèi)和地下，布有淺層地?zé)崂迷O(shè)施。這個(gè)新穎的方法成功使近2萬(wàn)平方米的建筑內(nèi)四季如春。這里安裝了土壤型地源熱泵，往地下打了108個(gè)110米深的孔，每個(gè)孔下了一個(gè)U形管，管內(nèi)注滿了水。水作為一種介質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)地上地下熱量的交換和傳遞。地源熱泵就是地上與地下熱量交換樞紐。在冬天，地下土壤中的熱量通過熱泵帶到室內(nèi)；相反，在夏天，室內(nèi)的熱量通過熱泵排入到地下土壤中去。然后，再通過布在樓內(nèi)的管道輸送到各個(gè)辦公室。
空調(diào)制冷大市場(chǎng)專家介紹，淺層地?zé)崮苁且粋€(gè)巨大的“綠色能源寶庫(kù)”。在我們腳下的數(shù)十米到數(shù)百米深的地下，溫度很恒定，這個(gè)地區(qū)在15攝氏度左右。淺層地?zé)崮荛g接來自于太陽(yáng)能，它收集了太陽(yáng)射向地球60%的能量，相當(dāng)于人類每年能耗的近2萬(wàn)倍，加上地核芯熱綜合作用，這個(gè)地層形成相對(duì)恒溫層帶。
不過，這一溫度并不能達(dá)到冬季供暖和夏季制冷要求，要實(shí)現(xiàn)冬暖夏涼還需要“地源熱泵技術(shù)”。空調(diào)制冷大市場(chǎng)專家解釋說，地源熱泵技術(shù)主要是利用地下常溫土壤和地下水相對(duì)穩(wěn)定的特性，通過深埋于建筑物周圍的管路系統(tǒng)或地下水，采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移與建筑物完成熱交換的一種技術(shù)。
與傳統(tǒng)能源相比，地源熱泵的應(yīng)用讓整棟建筑不再需要鍋爐、冷卻塔等設(shè)備，建筑看起來更漂亮、完整。傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)中，不管是水冷或風(fēng)冷，其換熱器對(duì)建筑立面造型均造成一定的破壞作用。而且，水冷換熱器須配置冷卻塔，且必須置于大氣中，風(fēng)冷機(jī)組也一樣，都要暴露于建筑物之上的大氣之中，影響了建筑立面造型美觀效果。
而且，風(fēng)冷換熱器和水冷換熱器的換熱環(huán)境均為大氣，和大氣換熱不可避免地受到環(huán)境條件變化的影響。比如，夏天當(dāng)室外溫度達(dá)到40℃時(shí)，由于換熱效率的降低，主機(jī)的制冷量將下降20%~40%。而且，風(fēng)冷機(jī)組將廢熱排入大氣，使室外溫度升高，還將水蒸氣帶入大氣中，這也導(dǎo)致大氣環(huán)境更加惡劣。
這些弊端對(duì)于地源熱泵機(jī)組來講是沒有的。地源熱泵機(jī)組改變了“換熱對(duì)象”，不與大氣換熱，而變成與大地?fù)Q熱，換熱對(duì)象是1.5米以下的地層，其初始溫度大約等于年平均氣溫，一般在14~16℃左右，基本不受外界環(huán)境的影響。而且在換熱過程中，地下?lián)Q熱器在夏季將多余的熱量排到大地中，在冬季又將熱量取回，以達(dá)到冬夏取散熱量平衡，達(dá)到制冷和供暖的目的，這使得熱泵無(wú)論在制冷或制熱工況中均處于高效率。
