1. 引言

　　地源技术是以地下浅层土壤为热源，利用地下土壤相对稳定的特性，通过消耗电能对物进行空气调节的技术。的冷热负荷与地区的气候、房间围护结构的热工性能、空调房间的室内扰动有关,在北方地区可能出现的热负荷远大于冷负荷，冬季机组向地下埋管的吸热量大于夏季向地下的排热量，如果按冬季工况必然增加投资，使

　　地下温度场冬夏季不均衡，如果减少埋管数量，使埋管井承担的负荷加大，冬季必然导致土壤温度下降过快，从而使蒸发温度迅速下降，使机组保护而频繁停机，所以，在此种情况下，使单一的土壤源系统受到限制。太阳能作为一种清洁能源，其利用的潜力巨大，太阳能集热器和埋入土壤的盘管组合的设想是Penrod于 1956年首次提出[1]，但由于太阳能的能流密度低、受天气影响具有不稳定性的特点，以及在冬季工况太阳能集热器的效率较低，阻碍了太阳能-土壤源的发展。从最近的国内外的文献看，土耳其的太阳能研究所的Onder Ozgener对太阳能辅助地源用于温室供热系统进行了研究，从2003年12月16日到2004年3月31日进行实验，结果表明COP从2.00到3.125变化，并指出采用火用分析进行研究的重要性[2]。哈尔滨工业大学采用CaCl2作为太阳蓄热的工质，进行了相关的研究[3]。

　　2.系统及运行方式

　　2.1系统简介

　　本实验系统位于河北省科学院能源研究所实验室，其由三部分组成，地源系统、太阳能系统和数据采集系统。冬季供热及夏季空调的末端装置为4组落地式机组，其额定风量1250m3/h，供暖房间为两间房间，一间位于南边，一间位于北边;地埋管采用单U形HDPE高密度聚氯乙烯管，管径32mm，深度为21m，埋管间距 5 m;负荷侧及埋管侧的水泵为屏蔽泵，额定功率为100W，流量为52 L/min，扬程6m;埋管与机组的水路连接以及与机组的水路连接均采用PPR管道;另外在楼顶设有真空管集热器，直径φ为47mm，长为1.8m，共30根;真空管集热器与地源系统的连接通过板式换热器。夏季，机组的冷凝器通过水路循环向地埋管放热，蒸发器与换热，使房间的热量导入地下，达到制冷目的;冬季机组的冷凝器与换热，蒸发器从地埋管吸热，使地下土壤热量传到房间，也可采用太阳能集热器与地埋管联合运行满足供热要求。

　　太阳能蓄热系统由太阳能集热器、蓄热装置和循环水泵组成。系统的初步设计如图1所示，真空管集热器与蓄热装置连接、板式换热器与蓄热装置连接均采用直接连接，即蓄、放热过程水箱均为开式。当调试过程中，由于原有太阳能水系统管路较细，靠重力作用很难从顶层回流到蓄热装置中，即太阳能集热器的上水与下水流量不匹配，当采用机械循环运行方式时，真空管集热器上的联箱水位上涨到排气阀，从而漏水。改变原有太阳能系统的管路安装周期较长，因此采用如下方法：在蓄热装置中增加换热盘管，即系统方案改为如图2所示，由于太阳能集热器的上水与下水在蓄热装置的连接为闭式形式，因此解决了如上问题。对于换热盘管的材料，大多采用铜管、不绣钢管等金属材料。考虑到太阳能蓄热时间较长(约8小时)、加工容易、价格便宜等因素，采用地板辐射常用管PE-X管作为换热盘管。由于PE-X管具有一定的应力，换热盘管制作过程为：首先做一个水平断面上连线为60°的垂直支架，然后把PE-X从下向上环绕在支架上，并用扎带把盘管固定于支架上。蓄热装置由蓄热水箱、蓄热体组成。蓄热水箱形状为圆柱形，直径为800mm，高1m，由塑料制成;蓄热体形状为圆柱形，直径150，高1m，四周与下表面为金属材料，上表面用塑料密封，防止石蜡挥发。在蓄热体上表面、蓄热水箱四周及蓄热水箱的下表面，设置聚乙烯保温材料，减少能量的损失及外环境对实验的干扰。蓄热用水泵为噪声较小的屏蔽泵，扬程为9m，流量95L/ min, 额定功率为200W,整个系统见图3。