地源热泵的分类及其各自特点
美国制冷与空调学会（ARI）根据地下换热介质的不同分为三类：一是与地表水换热的水
源热泵(water-source
heat
pumps)；二是与地下水换热的地下水源热泵
(ground
water-source
heat
pumps)；三是与土壤换热的地下耦合热泵
(ground-coupled
heat
pump，ground
sourceclosed-loop
heat
pumps，也叫土壤源热泵、闭
环水源热泵)。
1．土壤源热泵
土壤源热泵以大地作为热源和热汇，热泵的换热器埋于地下，与大地进行冷热交换。土壤
源热泵系统主机通常采用水—水或热泵机组或水—气热泵机组。根据地下热交换器的布置形式，
主要分为垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管三类。
垂直埋管换热器通常采用的是
U型方式，按其埋管深度可分为浅层（
和深层（>100m）三种。埋管深，地下岩土温度比较稳定，钻孔占地面积较少，但相应会带来钻
孔、钻孔设备的经费和高承压埋管的造价提高。总的来说，垂直埋管换热器热泵系统优势在于：
（1）占地面积小；（2）土壤的温度和热特性变化小；（3）需要的管材最少，泵耗能低；（4）
能效比很高。而劣势主要在于：由于相应的施工设备和施工人员的缺乏，造价偏高。
水平埋管换热器有单管和多管两种形式。其中单管水平换热器占地面积最大，虽然多管水
平埋管换热器占地面积有所减少，但管长应相应增加来补偿相邻管间的热干扰。水平埋管换热器
热泵系统由于施工设备广泛使用而且施工人员易找，又加上许多家庭有足够大的施工场地，因此
造价就可以减下来。除需要较大场地外，水平埋管换热器系统的劣势还在于：运行性能上不稳定
（由于浅层大地的温度和热特性随着季节、降雨以及埋深而变化）；泵耗能较高；系统效率降低。
蛇行埋管换热器比较适用于场地有限又较经济的情况下。虽然挖掘量只有单管水平埋管换
热器
20%～30%,但是用管量会明显增加。这种方式优缺点类似于水平埋管换热器，所以有的文献
将其归入水平埋管换热器。
下耦合热泵
(ground-coupled
heat
pump，ground
sourceclosed-loop
heat
pumpsARI闭环
水源热泵
(
ground
source
closed-loop
heat
pumpsARI330
)标准
名称
ARI分类
制冷与供热制冷供热
制冷时的分布
统
整体式系
HSP-GS
HOSP-GS
HOSP-GS
风扇
机
蒸发
压缩
冷凝
器器
统
分体式系
HRCU-GS-CB
HORCU-GS-CB
HORCU-GS-CB
风扇
机
蒸发
压缩
冷凝
器器
压缩
分体式系
统室内无风扇
HRCU-GS-C
HORCU-GS-C
HORCU-GS-C
机
蒸发冷凝
器器
标准等级工况
a.制冷（不宜用于仅供热的机组）：
室内单元空气温度：干球温度
26.7
℃，湿球温度
19.4
℃
环境空气温度：干球温度
26.7
℃
换热器进口流体温度：
21.1
℃
流体流量：由制造商确定（该流量应用于所有测试工况）
b.供热（不宜用于仅制冷的机组）
室内单元机组空气温度：干球温度
21.1
℃，湿球温度
15.6
℃（最大值）
环境空气温度：干球温度
21.1
℃
换热器进口流体温度：
0
℃
流体流量：由标准等级制冷工况测试确定
2.地下水热泵系统
在土壤源热泵得到发展以前，欧美国家最常用的地源热泵系统是地下水热泵系统。目前在
民用中已经很少使用，主要应用在商业建筑中。最常用的系统形式是采用水—水式板式换热器，
一侧走地下水，一侧走热泵机组冷却水。早期的地下水系统采用的是单井系统，即将地下水经过
板式换热器后直接排放。这样做，一则浪费地下水资源，二则容易造成地层塌陷，引起地质灾害。
于是产生了双井系统，一个井抽水，一个井回灌。地下水热泵系统的优势是造价要比土壤源热泵
系统低，另外水井很紧凑，不占什么场地，技术也相对比较成熟，水井承包商也容易找。其劣势
就在于：1.有些地方法规禁止抽取或回灌地下水；2.可供的地下水有限；3.如水质不好或打井不
合格要注意水处理；4.如泵选择过大、控制不良或水井与建筑偏远，泵耗能就会过大。
3．地表水热泵系统
地表水热泵系统主要有开路和闭路系统。在寒冷地区，开路系统并不适用，只能采用闭路
系统。总的来说，地表水热泵系统具有相对造价低廉、泵耗能低、维修率低以及运行费用少等优
点。但是，在公共用的河中，管道或水中的其他设备容易受到损害。另外，如果湖泊过小或过浅，
湖泊的温度会随着室外气候发生较大的变化，这就会产生效率降低，制冷或供热能力降低的后果。
地下水源热泵
(
ground
water-source
heat
pumps)
ARI地下水源热泵
(ground
w
ater-source
heat
pumpsARI325
)标准
名称
ARI分类制冷时的分布
制冷与供热供热
整体式系统
HSP-GWHOSP-GW风扇压缩机
蒸发器冷凝器
分体式系统
HRCU-GW-CBHORCU-GW-CB风扇压缩机
蒸发器冷凝器
分体式系统室内无风扇
HRCU-GW-CHORCU-GW-C压缩机
蒸发器冷凝器
标准等级工况
a.制冷（高温，不宜用于仅供热的机组）：
室内单元空气温度：干球温度
26.7
℃，湿球温度
19.4
℃
环境空气温度：干球温度
26.7
℃
换热器进口水温：
21.1
℃
水流量：由制造商确定
b.制冷（低温，不宜用于仅供热的机组）：
室内单元空气温度：干球温度
26.7
℃，湿球温度
19.4
℃
环境空气温度：干球温度
26.7
℃
换热器进口水温：
10
℃
水流量：由制造商确定
c.供热（高温）
室内单元空气温度：干球温度
21.1
℃，
湿球温度
15.6
℃（最大值）
环境空气温度：干球温度
21.1
℃
换热器进口水温：
21.1
℃
水流量：由制造商确定
d.供热（低温）
室内单元空气温度：干球温度
21.1
℃，
湿球温度
15.6
℃（最大值）
环境空气温度：干球温度
21.1
℃
换热器进口水温：
10
℃
水流量：由制造商确定
地源热泵的分类及其各自特点
美国制冷与空调学会（ARI）根据地下换热介质的不同分为三类：一是与地表水换热的水
源热泵(water-source
heat
pumps)；二是与地下水换热的地下水源热泵
(ground
water-source
heat
pumps)；三是与土壤换热的地下耦合热泵
(ground-coupled
heat
pump，ground
sourceclosed-loop
heat
pumps，也叫土壤源热泵、闭
环水源热泵)。
1．土壤源热泵
土壤源热泵以大地作为热源和热汇，热泵的换热器埋于地下，与大地进行冷热交换。土壤
源热泵系统主机通常采用水—水或热泵机组或水—气热泵机组。根据地下热交换器的布置形式，
主要分为垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管三类。
垂直埋管换热器通常采用的是
U型方式，按其埋管深度可分为浅层（
和深层（>100m）三种。埋管深，地下岩土温度比较稳定，钻孔占地面积较少，但相应会带来钻
孔、钻孔设备的经费和高承压埋管的造价提高。总的来说，垂直埋管换热器热泵系统优势在于：
（1）占地面积小；（2）土壤的温度和热特性变化小；（3）需要的管材最少，泵耗能低；（4）
能效比很高。而劣势主要在于：由于相应的施工设备和施工人员的缺乏，造价偏高。
水平埋管换热器有单管和多管两种形式。其中单管水平换热器占地面积最大，虽然多管水
平埋管换热器占地面积有所减少，但管长应相应增加来补偿相邻管间的热干扰。水平埋管换热器
热泵系统由于施工设备广泛使用而且施工人员易找，又加上许多家庭有足够大的施工场地，因此
造价就可以减下来。除需要较大场地外，水平埋管换热器系统的劣势还在于：运行性能上不稳定
（由于浅层大地的温度和热特性随着季节、降雨以及埋深而变化）；泵耗能较高；系统效率降低。
蛇行埋管换热器比较适用于场地有限又较经济的情况下。虽然挖掘量只有单管水平埋管换
热器
20%～30%,但是用管量会明显增加。这种方式优缺点类似于水平埋管换热器，所以有的文献
将其归入水平埋管换热器。
下耦合热泵
(ground-coupled
heat
pump，ground
sourceclosed-loop
heat
pumpsARI闭环
水源热泵
(
ground
source
closed-loop
heat
pumpsARI330
)标准
名称
ARI分类
制冷与供热制冷供热
制冷时的分布
统
整体式系
HSP-GS
HOSP-GS
HOSP-GS
风扇
机
蒸发
压缩
冷凝
器器
统
分体式系
HRCU-GS-CB
HORCU-GS-CB
HORCU-GS-CB
风扇
机
蒸发
压缩
冷凝
器器
压缩
分体式系
统室内无风扇
HRCU-GS-C
HORCU-GS-C
HORCU-GS-C
机
蒸发冷凝
器器
标准等级工况
a.制冷（不宜用于仅供热的机组）：
室内单元空气温度：干球温度
26.7
℃，湿球温度
19.4
℃
环境空气温度：干球温度
26.7
℃
换热器进口流体温度：
21.1
℃
流体流量：由制造商确定（该流量应用于所有测试工况）
b.供热（不宜用于仅制冷的机组）
室内单元机组空气温度：干球温度
21.1
℃，湿球温度
15.6
℃（最大值）
环境空气温度：干球温度
21.1
℃
换热器进口流体温度：
0
℃
流体流量：由标准等级制冷工况测试确定
2.地下水热泵系统
在土壤源热泵得到发展以前，欧美国家最常用的地源热泵系统是地下水热泵系统。目前在
民用中已经很少使用，主要应用在商业建筑中。最常用的系统形式是采用水—水式板式换热器，
一侧走地下水，一侧走热泵机组冷却水。早期的地下水系统采用的是单井系统，即将地下水经过
板式换热器后直接排放。这样做，一则浪费地下水资源，二则容易造成地层塌陷，引起地质灾害。
于是产生了双井系统，一个井抽水，一个井回灌。地下水热泵系统的优势是造价要比土壤源热泵
系统低，另外水井很紧凑，不占什么场地，技术也相对比较成熟，水井承包商也容易找。其劣势
就在于：1.有些地方法规禁止抽取或回灌地下水；2.可供的地下水有限；3.如水质不好或打井不
合格要注意水处理；4.如泵选择过大、控制不良或水井与建筑偏远，泵耗能就会过大。
3．地表水热泵系统
地表水热泵系统主要有开路和闭路系统。在寒冷地区，开路系统并不适用，只能采用闭路
系统。总的来说，地表水热泵系统具有相对造价低廉、泵耗能低、维修率低以及运行费用少等优
点。但是，在公共用的河中，管道或水中的其他设备容易受到损害。另外，如果湖泊过小或过浅，
湖泊的温度会随着室外气候发生较大的变化，这就会产生效率降低，制冷或供热能力降低的后果。
地下水源热泵
(
ground
water-source
heat
pumps)
ARI地下水源热泵
(ground
w
ater-source
heat
pumpsARI325
)标准
名称
ARI分类制冷时的分布
制冷与供热供热
整体式系统
HSP-GWHOSP-GW风扇压缩机
蒸发器冷凝器
分体式系统
HRCU-GW-CBHORCU-GW-CB风扇压缩机
蒸发器冷凝器
分体式系统室内无风扇
HRCU-GW-CHORCU-GW-C压缩机
蒸发器冷凝器
标准等级工况
a.制冷（高温，不宜用于仅供热的机组）：
室内单元空气温度：干球温度
26.7
℃，湿球温度
19.4
℃
环境空气温度：干球温度
26.7
℃
换热器进口水温：
21.1
℃
水流量：由制造商确定
b.制冷（低温，不宜用于仅供热的机组）：
室内单元空气温度：干球温度
26.7
℃，湿球温度
19.4
℃
环境空气温度：干球温度
26.7
℃
换热器进口水温：
10
℃
水流量：由制造商确定
c.供热（高温）
室内单元空气温度：干球温度
21.1
℃，
湿球温度
15.6
℃（最大值）
环境空气温度：干球温度
21.1
℃
换热器进口水温：
21.1
℃
水流量：由制造商确定
d.供热（低温）
室内单元空气温度：干球温度
21.1
℃，
湿球温度
15.6
℃（最大值）
环境空气温度：干球温度
21.1
℃
换热器进口水温：
10
℃
水流量：由制造商确定