人類第三代節能環保空調，所謂熱泵（HeatPump）是一種從低溫熱源汲取能量，使其轉換成有用熱能的裝置。地源熱泵：地源熱泵是一種利用淺層常溫土壤或地下水中的能量作為能源的高效節能，零污染，低運行成本的既可供暖又可制冷并能提供生活熱水的新型熱泵技術。
一、工作原理
地源熱泵是在早期水源熱泵技術基礎上由美國開發出來的技術含量更高的熱泵系統。它利用地下常溫土壤或地下水溫度相對穩定的特性，通過輸入少量的高品位能源（如電能），運用埋藏于建筑物周圍的管路系統或地下水與建筑物內部進行熱交換，實現低品位熱能向高品位轉移的冷暖兩用空調系統。它由水循環系統、熱交換器、地源熱泵機組和控制系統組成。冬季代替鍋爐從土壤中取出熱量，以45-50℃左右的熱水向建筑物供暖，夏季代替普通空調向土壤排熱，以7℃左右的冷水形式給建筑物制冷。同時，它還能供應生活熱水。它的最大優點是節能、無污染和運行費用低、空調舒適度高。通常地源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量。它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣，是一種的理想的“綠色技術”。從能源角度來說，它是一種用之不盡的可再生能源。
二、地源熱泵的優點
到目前為止，與其它供暖制冷產品相比，地源熱泵的優點是其它產品不可比擬的。地源熱泵的最大優點是高效節能，環保。地源熱泵系統可實現對建筑物的供熱和制冷，還可供生活熱水，一機多用。一套系統可以代替原來的鍋爐加制冷機的兩套裝置或系統。系統緊湊，省去了鍋爐房和冷卻塔，節省建筑空間，也有利于建筑的美觀。地源熱泵系統的另一個顯著的特點是大大提高了一次能源的利用率，因此具有高效節能的優點。地源熱泵比傳統空調系統運行效率要高約40-60%。另外，地源溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩定，整個系統的維護費用也較鍋爐－制冷機系統大大減少，保證了系統的高效性和經濟性。
三、能源危機呼喚我們的節能意識
如今，每到夏季和冬季，都會出現電荒或煤荒，引起了政府的極大注意，現在政府正大力提倡節約能源和節能產品。事實證明，即使我國能源豐富，但是我國已經成為能源消耗大國，能源總有一天會消耗盡，這我們不得不重視。
能源的消費所引起環境污染也引起我們的關注，因為這是直接危害到我們的身體健康和生態環境。冬天，燃煤供暖所產生的CO2造成大氣污染嚴重，專家預測，世界在未來的50年，將會釋放160億噸CO2，這個驚人的數字足以威脅我們將來的健康。因此，節約能源和保護環境是我們目前的首要任務。隨著節能和環保政策的不斷深入，在供暖和制冷行業中，供暖制冷設備中具備節能、環保、節資的產品替代空調制冷、燃煤供暖設備已成為一種必然趨勢。
四、發展歷史
我國在該領域的研究從20世紀80年代末就有少數單位先后開展這項工作。受國際大環境的影響以及地源熱泵自身所具有的節能和環保的優勢，這項技術受到了國人越來越多的重視，該方面的研究也日益活躍，近幾年更取得了突破性的進展。
1、1997年11月8日中國科學技術部與美國能源部簽署了《關于地熱能利用合作協議書》，并將它作為兩國政府《能源效率和可再生能源技術的發展與利用領域合作議定書》
2、1998年11月，兩國專家在美國華盛頓美國聯邦政府能源部總部舉行中美兩國《能源效率與可再生能源技術發展與利用領域合作議定書》工作會議
3、2001年地源熱泵技術被正式列入《十五國家重點技術推廣計劃》；
4、2002年4月地源熱泵技術推廣項目被正式列入《北京奧運行動規劃》，是“綠色奧運”和“科技奧運”理念的重要體現。
五、地源熱泵的節能環保
由溫控器對熱泵機組進行恒溫控制，根據室內人員的增減及室外陽光直射等負荷的變化來控制機組的啟停，將室內溫度始終恒定在設定的溫度范圍內，既達到制冷或供熱的舒適效果又可以避免浪費能源，使能源的利用和室內環境的舒適程度的協調得到最優化。地源熱泵系統還可以根據客戶需要，分區、分房間控制，達到節能效果。因此，系統不僅節省運行費用，而且便于分層、分區以及分戶進行控制、計量，從而實現最大的節能。地源熱泵從土壤中吸熱，不排放任何氣體，不需鍋爐房，不需存放，安全可靠，也沒有煤，油的污染，還天空一片蔚藍；地下管路密閉，無任何地下水污染，保大地之純凈。
六、地源熱泵優于傳統空調的特性
1、在技術方面
(1)傳統的空調系統不論是水冷還是風冷，由于它的換熱器必須置于暴露的空氣中，因此會對建筑造型造成不好的影響，破壞建筑的外觀；而地源熱泵把換熱器埋于地下，且遠離主建筑物，故不會對其造型產生影響。
(2)風冷換熱器與水冷冷卻塔的換熱環境均為大氣，故不可避免地受到環境條件變化的影響，會明顯降低換熱效率；而地源熱泵換熱器是和大地換熱，換熱對象是1m以下的地層，其初始溫度大約等于年平均溫度，基本不受外界環境的影響。這種溫度特性使地源熱泵比傳統空調運行效率要高40％～60％。
(3)普通空調對環境的影響是很嚴重的，它不僅對臭氧層造成嚴重的破壞和產生令人難以忍受的噪音，還由于夏季將廢熱排入大氣，冬季吸收大氣中的熱量而使大氣、住宅周圍的環境更加惡劣；而地源熱泵可以利用大地的蓄熱能力，把夏季多余的排入大地的熱能在冬季取用，把冬季多余的冷能在夏季取用，以達到冬夏兩季室內的供暖與供冷。同時該裝置的運行幾乎沒有排放物和廢棄物，所以不僅對大氣沒有影響，還能使大地不至于過冷和過熱。
2、在經濟方面
(1)影響地源熱泵使用經濟性的因素很多，如國家能源政策、環保政策、電與燃料價格、建筑環境、使用者和氣候條件等。根據我國目前的現狀，由于這些方面的因素而導致的運行費還有待進一步研究，難以獲得非常準確的數據，但是可以借鑒美國等發達國家的經驗，世界環境保護組織在一份有關空調未來的報告中得出結論：設計安裝良好的地源熱泵，可以節約30％～40％甚至更高的供熱制冷空調的綜合運行費用。
(2)由于技術方面的優勢，可以節省運行費用40％～60％。
(3)地源熱泵系統還可以集采暖、空調制冷和提供生活熱水于一身。一套熱泵系統可以替換原有的供熱鍋爐、制冷空調和生活熱水加熱的三套裝置或系統，從而也增加了經濟性。由此可得出結論：地源熱泵系統雖然由于室外部分比較復雜，初次投資高于普通空調系統，但普通空調的運行費用遠高于地源熱泵系統，—般兩年時間就可以將增加的初次投資回收。
(4)普通空調壽命一般在15年左右，而地源熱泵的地下換熱器由于采用高強度惰性材料，埋地壽命至少50年。因此，從使用壽命和運行費用來考慮，地源熱泵系統的經濟性是高于普通空調系統的。
(5)中國長江流域及其周邊地區有幾個省市，是中國經濟高速發達的地區，面積為180000km2，人口為5.5億，國民生產總值約占全國的48％，是一個人口最密集，經濟、文化比較發達的地區。按照我國建筑氣候劃分，該地區屬于“夏熱冬冷”地區。最熱月平均溫度為25～30℃，且以28～30℃居多，多數地方高于35℃的酷熱天氣長達半個月至一個月，比世界上同緯度其他地區高出2℃左右，是地球上這個緯度范圍內除沙漠干旱地區以外最炎熱的地區，而且相對濕度經常高達80％左右；冬季潮濕寒冷，最冷月平均溫度為2～7℃，大多數在2～5℃之間，是地球上同緯度冬季最寒冷的地區。長江中下游沿岸及以北一帶，日最低氣溫低于5℃的天數長達兩個月甚至三個月的時間，且相對濕度仍然很高，達73％～83％。因此該地區供冷和供暖大致相當，冷暖負荷基本相同，故適合在該地區推廣地源熱泵技術，從而充分發揮地下蓄能的作用。
長江流域及其周圍地區人口集中，能源消耗量大，污染問題突出。而且本地區能源資源相對比較匱乏，能源供給形勢嚴峻。因此從節約能源，改善能源結構和保護環境這些問題考慮，也應該推廣熱泵這項節能技術。
3展望與建議
(1)長江流域及其周邊地區具有豐富的低溫環境資源，而且氣候條件是冬寒夏熱，需要較多的供熱和空調裝置。因此在該地區地源熱泵技術具有廣闊的推廣和應用前景。加速研究，大力發展熱泵節能技術，必將促進自然資源的合理利用，實現我國可持續發展戰略。
(2)國家有關部門應加強對熱泵核心技術的研究，并能提供一系列經濟激勵措施，來鼓勵用戶采用地源熱泵系統。
七、價值提升
無論是對用戶還是房地產開發商來說，地源熱泵為其建筑提升了價值。用戶在得到安全、環保、美觀和耐用的好處之外，還能達到節省運行費用的效果。對房地產開發商而言，安裝了地源熱泵，不需要傳統的冷卻塔，不占用空間的同時，還節省了用地，不僅給最終用戶帶來了優惠，更重要的是，為房產提高了價值，為房地產開發公司提升了競爭價值，達到多贏的效果。