随着人类使用能源越来越多,能源对人类经济社会发展的制约和对资源环境的影响也越来越明显。节能减排已经成为全球各国关注的焦点之一。地源热泵技术由于其具有显著的节能环保特性,正在受到人们的重视。本文根据上海某办公楼采用的地源热泵项目,对其系统的设计和运行情况进行了介绍和分析。根据DEST能耗模拟软件计算所得的建筑全年负荷,针对全部采用地源热泵制冷供热的方案和采用地源热泵+风冷冷水机组辅助供冷的方案进行比较。考虑到系统的初投资等原因,选择采用风冷冷水机组辅助供冷的复合式地源热泵系统。该办公楼地源热泵项目在地下埋管管壁贴附了Pt100A级铂电阻测温计进行逐时温度的测试。项目已经运行一年多,根据2007年5月份第一次开机到2008年5月开机这一个运行周期内的地温测试数据对该项目的换热器的运行情况进行分析。由于办公建筑仅在上班时间开启空调,地源热泵系统是间歇运行的。因此在夏季制冷季测试温度值呈“上升—下降—上升”波动形状,且当建筑负荷越大时,波动的幅度越大。随着系统运行,地下土壤平均温度逐渐增大,测点温度平均值最大达到29.5℃,最大单位孔深排热量达到53W/m。冬季供热季测试温度值呈“下降—上升—下降”波动形状,同样当建筑负荷越大时,波动幅度越大。地下土壤平均温度值随着系统运行逐渐减小,测点温度值最小达到11.9℃,最大单位孔深吸热量达到37 W/m。整个系统运行情况较好,基本达到设计要求。但是由于系统采用的是定流量设计,因此在制冷季初期末期和冬季常常出现“大流量,小温差”的情况,建议改造成变频水泵。针对部分负荷运行时间较多,可以施行地下埋管换热器分区轮换运行来增加系统的间歇运行时间,缓解土壤温度的变化。本文根据《地源热泵系统工程技术规范》和线热源数学模型,编制了地源热泵设计与模拟程序。实现了地源热泵地下埋管换热器的长度设计,钻孔壁土壤温度模拟和换热器进出水温度随建筑负荷逐时模拟的功能,同时可以通过计算热泵机组能耗,水泵能耗,辅助供冷能耗来计算系统能耗。并将前述办公楼工程中各项参数带入程序中进行计算,模拟结果良好,符合实测数据的变化规律。同时根据实际应用情况提出了程序进一步完善的方向。通过编制程序对影响地源热泵系统性能的参数进行研究,结果显示:在土壤、回填材料和管材等材料的热物性参数中,土壤和回填材料的热物性参数对系统性能影响最大,应该提高土壤的导热系数,回填材料的导热系数来提高系统性能,降低能耗。提高土壤的导热系数可以通过土壤洒水的方式,增加土壤中水分含量能有效提高系统能效,缓解土壤温度升高。且回填材料的导热系数采用2.0W/m℃是比较经济的。在对钻孔内热短路的影响因素分析中通过计算发现采用对钻孔内出口支管包裹保温层来增加管材的导热热阻是减小热短路影响的最有效措施。本文还针对前面提出的部分负荷下地下埋管换热器分区轮换运行的方式进行了分析计算,发现这种方式能够有效的缓解当系统连续运行时带来的土壤温度升高对系统造成的不利影响。当轮换的次数越频繁,换热器周围土壤温度变化越小。特别对于连续在部分负荷运行时间较长的系统,采用埋管换热器分区轮换运行的方式能够有效的提高系统性能。