为什么土壤源空调系统能够制冷与供热呢？地球浅层土壤层如同江河湖泊具有一定的温度值，储存着低品位能源。很早的时候有人是这样来描述浅层土壤之所以能制冷供热是通过热泵机组的作用，冬天可以把土壤层的“热量”提升出来供建筑物采暖用，而夏天则把土壤层的“冷量”提取供人们降温所需。相当多的专业空调公司也做同样的介绍。甚至新闻媒体也广为宣传，如此以讹传讹是十分有害的。地球浅层土壤层不管是淤泥还是岩土覆盖在地面，厚度达数百米，实在是很好的保温层载体，不管土壤层如何组成，有无流沙、地下水，夏热冬冷一经达到得热与失热的平衡，土层内的地温也趋于恒定，有专业工作者曾对河北省怀来县土壤进行过全年的实测，实测结果随着土壤深度的增加，土壤温度变化相对稳定，如图中所示在深度为0.8-3.2m处，土壤是随季节室外气温的波动而波动。而在地面以下14m处，土壤的温度便趋于稳定，见图中5线段，地温T≈9℃。此时的土壤层便成了很好的恒温器。土壤源热泵空调系统之所以能够制冷供热，确切的理解应该如下所述
在夏季，，水源／地源热泵机组为制冷工况，其制冷循环中，经水／制冷剂冷凝器进行热量交换，在水环系统中，机组出水T2（高温冷却水）至冷却塔进行弃热处理冷却后的低温水T1进入机组进行热交换。而在土壤源热泵系统中，机组出水T2通住地埋管换热器。经热交换后，低温水T．进入机组，在水／制冷剂换热器内进行热交换。如此再循环，完成制冷工况。可以认为夏季通过地埋管的换热把地面建筑物内的余热量转移至地下壤层内，经过夏季整个空调季节的散热，地埋管周围的土壤地温升高，也就是储存着大鱼热能（当然由于存在温差，热量逐渐向外扩散，在新的状态下达到平衡）。夏季结束后，埋管土壤的地温应比原来的地温要高。
在冬季，热泵机组处于制热工况，机组出水T2会下降，在水环系统中为保证制热循环的进行，须把出水通往辅助加热装置（如锅炉、电加热水箱），水温升至T1后再进入机组，而在土壤源热泵系统中，地埋管换热器代替了辅助加热设备。冬季T2＜（地温），由于存在温差，地埋管便能吸取土壤热量，使地埋管出口水温升至T1，重新进入热泵机组水／制冷剂换热器进行热交换，如此再循环，完成制热工况。如果夏季的冷负荷Q约等于冬季的热负荷Q’，也就是说，冬季里通过地埋管换热器把夏季储存的热量取出。随之，地温下降，当冬季采暖期结束，地埋管周围的土壤就可以逐渐恢复到原来的状态T（地温）。
不难看出，人们只须花费少量高品位能源（电能）让热泵作功，就可以把大量的热量储存和取出。这就是为什么土壤源热泵空调系统具有较高能效比(COP)的道理。从空调系统运行图式看，可以认为土壤源热泵为省去了冷却塔和辅助加热装置的水环空调系统，是真正节能环保型的空调系统，在当今能源紧缺的新世纪因而备受关注。
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