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热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置，也是一项举世瞩目的新能源技术。它不同于我们熟悉的可以提高势能的机械设备——“泵”；通常，热泵首先从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，然后向人们提供可以利用的高品位热能。
。要了解热泵的工作原理，首先要了解制冷系统的工作原理。制冷系统(压缩制冷)一般由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器四部分组成。工作过程如下:低温低压液态制冷剂(如氟利昂)首先在蒸发器(如空调室内机)中从高温热源(如常温空气)吸热，气化成低压蒸汽。然后制冷剂气体在压缩机中被压缩成高温高压蒸汽，高温高压气体在冷凝器中被低温热源(如冷却水)冷却冷凝成高压液体。然后通过节流元件(毛细管、热膨胀阀、电子膨胀阀等)节流。)变成低温低压的液态制冷剂。这样，制冷循环就完成了。热泵的性能一般用制冷系数(COP性能系数)来评价。制冷系数定义为从低温物体传递到高温物体的热量与所需功率之比。通常情况下，热泵的制冷系数约为3-4，即热泵能从低温物体向高温物体传递其所需能量的3-4倍。因此，热泵本质上是一种热量提升装置。工作时消耗少量电能，但能从环境介质(水、空气、土壤等)中提取4-7倍的电能。)来提高温度进行利用，这也是热泵节能的原因。欧洲、美国和日本正在竞相开发新的热泵。据报道，新型热泵的制冷系数可达6至8。如果这个数值能够普及，就意味着能源会得到更有效的利用。热泵的普及率也将大幅提高。地源热泵(GSHP)是热泵的一种。它是一种利用土壤或水作为冷热源，冬季给建筑物供暖，夏季给建筑物降温的空调技术。GSHP只在地球和房间之间“转移”能量。使用最少的电能来维持所需的室内温度。在冬天，1千瓦的电将4-5千瓦的热量从土壤或水中送入室内。夏季则相反，通过热泵将室内热量传递给土壤或水，从而在室内获得凉爽的空气。地下获得的能量将在冬天使用。如此循环往复，将建筑空间与自然融为一体。以最低的成本获得最舒适的居住环境。
p地源热泵是地下土壤层为冷（热）源对建筑物进行供暖、供热水和空调供应的技术。众所周知，地层之下一年四季均保持一个相对稳定的温度。在夏季，地下的温度要比地面空气温度低，在冬季却比地面空气温度高。地源热泵正是利用大地的这个特点，通过埋藏在地下的换热器，与土壤或岩石交换热量。地源热泵全年运行工况稳定，不需要辅助热源及冷却设备即可实现冬季供热、夏季供冷。所以，地源热泵是一项高效节能型、环保型并能实现可持续发展的新技术，它既不会污染地下水，又不会影响地面沉降。在冬天，管道内的液体将地下的热量抽出，然后通过系统导入建筑物内，同时蓄存冷量，以备夏用；在夏天，热量从建建筑物内抽出，通过系统排入地下，同时蓄存热量，以备冬用。地源热泵一年四季均能可靠的提供高品质的冷暖空气，为我们营造一个非常舒适的室内环境。/p
在自然界中，水总是由高处流向低处，热量也总是从高温传向低温。人们可以用水泵把水从低处抽到高处，实现水由低处向高处流动，热泵同样可以把热量从低温传递到高温。
所以热泵实质上是一种热量提升装置，工作时它本身消耗很少一部分电能，却能从环境介质（水、空气、土壤等）中提取4-7倍于电能的装置，提升温度进行利用，这也是热泵节能的原因。
地源热泵是热泵的一种，是以大地或水为冷热源对建筑物进行冬暖夏凉的空调技术，地源热泵只是在大地和室内之间“转移”能量。利用极小的电力来维持室内所需要的温度。
在冬天，1千瓦的电力，将土壤或水源中4-5千瓦的热量送入室内。在夏天，过程相反，室内的热量被热泵转移到土壤或水中，使室内得到凉爽的空气。而地下获得的能量将在冬季得到利用。如此周而复始，将建筑空间和大自然联成一体。以最小的低价获取了最舒适的生活环境。 热泵是需要冷凝器的热量，蒸发器则从环境中吸热，此时从环境取热的对象称为热源；相反制冷是需要蒸发器的冷量，冷凝器则向环境排热，此时向环境排热的对象称为冷源。 蒸发器冷凝器根据循环工质与环境换热介质的不同，主要分为空气换热和水换热两种形式。 热泵根据与环境换热介质的不同，可分为：水—水式，水—空气式，空气—水式，和空气—空气式共四类。 利用空气作冷热源的热泵，称之为空气源热泵。空气源热泵有着悠久的历史，而且其安装和使用都很方便，应用较广泛。但由于地区空气温度的差别，在我国典型应用范围是长江以南地区。在华北地区，冬季平均气温低于零摄氏度，普通空气源热泵不仅运行条件恶劣，稳定性差，而且因为存在结霜问题，效率低下、新出了一款超低温空气源热泵专门针对华北地区的，超低温空气源热泵稳定性好，效率高，具有高效除霜功能。 利用水或地热作冷热源的热泵，称之为地源热泵。水和地热是一种优良的热源，其热容量大，传热性能好，一般地源热泵的制冷供热效率或能力高于空气源热泵，但地源热泵的应用常受到水源或地热的限制。 地源热泵系统按其循环形式可分为：闭式循环系统、开式循环系统和混合循环系统。对于闭式循环系统，大部分地下换热器是封闭循环，所用管道为高密度聚乙烯管。管道可以通过垂直井埋入地下150－200英尺深，或水平埋入地下4－6英尺处，也可以置池塘的底部。在冬天，管中的流体从地下抽取热量，带入建筑物中，而在夏天则是将建筑物内的热能通过管道送入地下储存；¨对于开式循环系统，其管道中的水来自湖泊、河流或者竖井之中的水源，在以与闭式循环相同的方式与建筑物交换热量之后，水流回到原来的地方或者排放到的合适地点；对于混合循环系统,地下换热器一般按热负荷来计算，夏天所需的额外的冷负荷由常规的冷却塔来提供。
地源热泵则是利用水与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换来作为地源热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。
地源热泵遵循逆卡诺原理，即从外部供给热泵较小的耗功W，同时从低温环境TL中吸收大量的低温热QL，热泵就可以输出温度高得多的热能QH，并送到高温环境TH中去，从而达到不能直接利用的低温热回收利用起来。
从外部供给热泵较小的耗功W，同时从低温环境TL中吸收大量的低温热QL，热泵就可以输出温度高得多的热能QH，并送到高温环境TH中去，从而达到不能直接利用的低温热回收利用起来
热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热，经过电力做功，输出可用的高品位热能的设备，可以把消耗的高品位电能转换为3倍甚至3倍以上的热能，是一种高效供能技术。热泵技术在空调领域的应用可分为空气源热泵、水源热泵以及地源热泵三类。由于热泵是提取自然界中能量，效率高，没有任何污染物排放，是当今最清洁、经济的能源方式。在资源越来越匮乏的今天，作为人类利用低温热能的最先进方式，热泵技术已经在全世界范围内受到广泛关注和重视。
地源热泵(也称地热泵)是利用地下常温土壤和地下水相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移与建筑物完成热交换的一种技术。
地源热泵空调系统主要分为三个部分：室外地能换热系统、水源热泵机组系统和室内采暖空调末端系统。其中水源热泵机组主要有两种形式：水-水型机组或水-空气型机组。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，水源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。
地源热泵工作原理是：冬季，热泵机组从地源（浅层水体或岩土体）中吸收热量，向建筑物供暖；夏季，热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中，实现建筑物空调制冷。根据地热交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统和地埋管地源热泵系统。
地下水热泵系统工作原理是通过抽取地下水，利用地下水全年温度保持恒定的特点，与主机冷凝器或蒸发器进行热交换，或通过板式换热器与冷凝器产生的高温热水（夏季工作时）或蒸发器产生的低温冷水（冬季运行时）进行热交换，然后将置换冷量或热量的地下水全部回入同一含水层中，工作原理见图3-3。
地下水热泵系统由地下水换热系统、机房系统和末端系统三部分组成。从专业技术角度上讲，末端系统的设计和施工属于由暖通空调专业；机房系统主要由主机、电气自控系统和水流控制系统组成，其核心是热泵机组技术；地下水换热系统的设计和施工属于水文地质专业，必须由有地质勘察和凿井施工资质的专业部门来完成。因此，地下水地源热泵系统的核心实际上是以单独的暖通空调技术、热泵机组技术和地质勘察技术为支撑的、多学科相互配合和有机组成的综合新型、环保、节能技术。
在我国，暖通空调技术和热泵机组技术已经得到了长时间、广泛的应用，技术已非常成熟。在推广地下水地源热泵技术实践过程中，由于各地区地质和水文地质条件的复杂性和多变性，导致各地区岩（土）层的导热性和水文地质参数差异巨大，在一个地区能成功应用的地下换热系统，在另一地区往往并不适用，即使是在同一地区，也因项目地点位于河道冲洪积扇的上、中、下游的不同，导致项目设计的抽、灌井出水量、回灌量，抽灌井数量比例和深度、布井方案的不同。另外，地下地下水热泵的运行最重要的是不能对区域地质环境产生重要影响，也不能产生相关的次生地质灾害，如地下水交叉污染、地面沉降、地裂缝等。因此，地质勘察技术能否解决浅层地温能资源的提取与地下水资源（地下空间环境）的保护问题是地下水地源热泵技术的核心，也是浅层地温能开发利用工程能否成功应用于实践的关键。
地下水换热系统的设计和施工以地质勘察技术为基础，它是获取浅层地温能的途径，也是地下水地源热泵系统的核心。它由抽水井和回灌井、水泵、水处理设备和连接管线组成。
抽水井和回灌井：可以连续提取和回灌地下水的构（建）筑物。取水构（建）筑物类型包括：管井、筒井（大口径井）、水平集水工程、斜井等。在大多数情况下（除地下水埋藏深度接近于地表的南方部分地区外），取水构（建）筑物也可用做回灌构（建）筑物。
水泵和连接管线是地下水换热系统的运行的必备条件，水泵是地下水换热系统水循环的动能来源，连接管线是水循环的输送途径。
地下水地源热泵与地埋管地源热泵相比，在机房内增加有水处理设施，如旋流除砂器、电子水处理仪等。旋流除砂器是物理水处理设备，须安置在井水进入主机冷凝器或蒸发器之前，目的是滤除井水杂物和降低井水含砂量，其工作原理是根据流体中的固体颗粒在除砂器里旋转时的筛分原理制成，当水流在一定压力下从除砂器进水口以切向进入设备后，产生强烈的旋转运动，由于砂、水密度不同，在离心力的作用下，使密度低的水上升，由出水口排出，密度高的砂粒由设备底部的排污口排出，沿水流上浮的个别微小颗粒可以通过加过滤措施进行第二级过滤装置阻隔，从而达到除砂的目的。安装除砂器一方面是防止主机冷凝器或蒸发器铜管的过度磨损，另一方面是保护回灌井不会较快的被沉淀物堵塞，保证回灌井的长期运行。电子水处理仪是化学水处理设备，它通过释放紫外线杀灭水中微生物和藻类，降低因水温变化带来的微生物数量的增长，避免微生物等在主机冷凝器或蒸发器铜管上的附着，同时也可降低回灌井微生物生长堵塞的风险。
根据地下水是否直接与机组冷凝器或蒸发器直接接触，地下水热泵系统可分为直接换热方式和间接换热方式。其中，直接换热方式是指地下水经处理后直接流经热泵机组进行热交换；间接换热方式是指地下水只进入中间换热器，把热量传递给机组循环水，多用于水质较差或腐蚀性强的地下水分布区。间接地下水换热系统能够避免腐蚀昂贵的主机冷凝器或蒸发。
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