为了分析地源热泵系统长期运行能效,研究地源热泵系统对周围环境,尤其是对地下土壤温度场和地表换热特性的影响。本文对长江三角洲地区某地源热泵系统运行及地下土壤温度变化进行了为期两年的监测;对地表热通量进行了实验测量和验证;模拟分析了地埋管换热器对地表热通量的影响。地源热泵系统运行结果显示,该系统在两年期间运行总体稳定。但水泵耗电量占总耗电量的比例太高,平均为39.7%,严重影响了系统COP。此外,系统在两年的运行期内向土壤净排热,其中第一年净排热390 GJ,热不平衡率为24%;第二年净排热1,423 GJ,热不平衡率为53%。地下土壤温度变化显示,系统在运行一年后同时期土壤平均温度上升了0.4℃,土壤中产生了明显的“热堆积”现象。而且热量主要堆积在较深层的土壤中。由土壤温度变化所求得的系统排热量和吸热量与地埋管换热器侧所测得的值吻合良好,验证了该系统地下换热的不平衡现象。地表热通量测量结果显示,土壤热通量受环境温度、环境湿度和太阳辐射等多重影响。在地下5mm、45mm和300mm深度处,土壤热通量在典型日的变化范围分别为-21~99W/m~2、-12~36W/m~2和-1~0.1W/m~2。而地表热通量变化范围为-22~99W/m~2,变化规律和大小与地下5mm处土壤热通量一致,因此可以用地下5mm处土壤热通量近似地表示地表热通量。对地表热通量的模拟结果显示,模拟结果与测量结果吻合良好。地埋管的存在使得模拟供暖季某天的地表散热热通量减少了2.4W/m~2,而地表吸热热通量增加了3.3W/m~2。虽然地表热通量的大小变化不大。但地源热泵是一个长期运行的系统,且实际地下埋管数目比模拟的数目多很多。从一个大的时间和空间尺度来看,地埋管换热器在实际运行中对地表热通量大小的影响还是很可观。综上,地源热泵的使用对地下温度场和地表热通量都产生了显著的影响。希望本文能给地源热泵与环境之间相互影响研究做出贡献,使地源热泵技术的应用今后能够更加高效、环保。