5.3技术研发及实际应用情况
2004 年12月广西大学科学技术研究重点项目“地源热泵-太阳能复合型节能环保冷热源系统的研究和开发”立项。2004年5月广西大学与广东工业大学签订了关于 “地源热泵复合型节能环保冷热源系统”项目合作研究协议和应用工程合作协议。2005年1月广西大学与广东工业大学签定了“共建广东工业大学地源热泵实验室”合作研究协议并挂牌成立，2005年5月实验室已安装地源热泵-冷却塔混合型空调-热水系统和实验测试系统并投入运行工作。2005年7月两校“地源热泵技术研究开发”合作被列为九加二泛珠江三角洲的区域合作，由两校校长于在广州签定。2005年两校合作申报了广州市科技攻关引导项目“地源热泵－太阳能－冷却塔耦合型节能环保联供系统”并获得立项。2006年8月由两校共建的地源热泵实验室实施广东工业大学龙洞校区学生公寓的太阳能+地源热泵系统示范工程（改造原有的太阳能+燃油锅炉热水系统），现工程已安装完毕，正在调试运行，试运行效果表明系统技术可行，有效实现了两种可再生能源的互补利用。
目前广西大学和广东工业大学根据南方土壤和气候实际，已形成了一套由土壤换热器（同时可灵活组合冷却塔、太阳能集热器）、热泵机组、控制系统等科学集成的工程系统技术。拥有富水土壤换热器垂直浅埋管技术、自然能源优化互补利用技术、夏季工况热量多级分流技术、自动控制等多项自主创新技术。不需抽取地下水、因地制宜、设计灵活，避免了过度取热形成冻土或排热量过大形成干燥土壤所引起的新的生态环境失衡等种种弊端。真正体现了可再生能源良性的、生态的合理利用。
广西大学和广东工业大学已在两广地区实施了近二十项地源热泵、空气源热泵工程，已实施的典型工程概况见表2。
主要技术特点及优势如下：
（1）充分利用南方富水土壤的传热优势，换热效率高 根据南方亚热带及温带地区土壤特性：地下水位高，土壤含水量丰富、液相对流传热起重要作用等，提出相应的土壤换热器设计理论和方法，实施土壤换热器垂直U型管的浅埋方式。经实际运行测试表明：富水土壤垂直U型管的换热器采用浅埋方式行之有效，在埋管深度比常规大大减少的情况下（约减少50%），仍获得换热效率明显高于我国北方地区在干性土壤实施工程的效果。范例工程——南宁市三中的地源热泵系统，在埋管深度＜32米时，获得＞60w/m的换热量；地源热泵机组制热水工况的性能系数＞4.5，系统制热性能系数达4.0。制热水与电锅炉比节能70%以上。因此，根据该项目技术的优势，项目产品的主要覆盖范围为南方亚热带地区，并可依靠广西的区位优势扩展到东南亚一带。
（2）充分利用南方暖气候优势，自然能源互补利用 南方常年需要生活热水，本项目技术充分利用亚热带及温带地区暖气候优势，系统热源侧采用垂直管浅埋方式的土壤换热器并灵活组合冷却塔、太阳能集热器等。制热供暖工况采用土壤热源与空气热源间歇或互补运行方式，避免了国内一些地源热泵系统由于过度取热，运行一段时间后出现效率下降的问题。在空调供冷和供热水的冷热联供工况下，采取二次能源利用、热量多级分流技术，利用部分空调废热制热水，可显著降低土壤换热器的散热负荷，综合能效比达1：7以上。这样，根据全年冷热动态负荷来智能控制及合理匹配系统，不但可有效平衡浅层土壤的冷热负荷，解决南方冷负荷大于热负荷问题，而且可减少系统地下埋管换热长度30%以上。
（3）空调工况热量多级分流，能源利用率高 南方夏季冷负荷大，制冷所需的埋地盘管长度要远大于加热所需的盘管长度。本技术采取热量多级分流技术方案，将制冷产生的热量用于制热水、向土壤和冷却塔散热，空调工况制热水不耗能，大大提高了能源利用率，并减少了制冷所需的埋地盘管长度，降低了系统的初期投资。
（4）工程投资成本低 由于富水土壤可以采用垂直埋管的浅埋技术方案和独特的回填方式，显著降低了土壤换热器的成本，大大降低了实施难度，扩大了市场的可容纳程度；系统匹配功率低，例如南宁市三中2500多人的学生公寓，其地源热泵热水系统运行匹配功率小于60KW，不到原来设计电热水锅炉功率的1/10，大大减少了电扩容投资。因此，工程投资可比国内同类技术减少10%以上。
（5）运行成本低 由于综合采用上述多项技术，系统节能效果突出，系统投资通常能在2-3年内从节省的能源开支中回收，以后便进入低成本运行状态，用户满意认可。
（6）一机多用、自动化控制程度高 系统集成程度高，一套系统实现了供热水、采暖和供冷多重功效。系统运行参数实时数字显示，可随时根据需要进行调整和监控，而且配置远程控制接口，可实现远程控制，利于最佳能耗自动控制。
