能源是人类社会发展的物质基础。伴随着我国城市化的飞速发展,建筑能耗所占社会商品总能耗的比例也从1978年的10％持续上升到目前的22～26％左右。而当前,我国北方城镇建筑中的采暖能耗占其建筑能耗的50％以上。因此,供暖节能成为建筑节能的首要任务。太阳能集中供暖是有望解决这一问题的有效手段之一。为了降低太阳能的供暖成本,提升技术的竞争力,本文采用实验研究与数值模拟的方法,系统研究了带地下埋管低温季节蓄能的太阳能供暖系统,主要包括以下几个方面的内容:　　 总结了季节蓄能介质土壤的热物性变化规律。对地下埋管土壤蓄能系统中单根钻孔进行了传热分析。　　 开展了地下埋管低温季节蓄能的现场实验研究。在一个储热周期里,地下蓄热体中土壤的平均温度在16.59～30.74℃之间变化。结果表明:在长达3个月的注热阶段,2个月的静置与取热阶段的实验周期下,地下蓄热体的蓄能效率为43％。这表明使用地下埋管土壤低温蓄能系统对能量进行长期储存具有较好的应用前景。地下土壤蓄能过程中,土壤温度变化对土壤含水率的影响非常明显。在地下蓄热体中心,蓄热后土壤体积含水率仅有0.12％,较蓄热前较大的含水率50％有大幅度降低；蓄热后地下蓄热体边界上的含水率58％较蓄热前48％有所增大。长时间的储热会使地下蓄热体内土壤含水率有较大幅度的减少,并且不会随着地温恢复平衡而恢复。土壤含水率的减少使其导热系数减小,进而使地热换热器的换热性能降低10％。实验表明在地下埋管蓄能系统中布置地表保温层,有助于地下蓄能的长期储存。　　 提出一种新型的太阳能季节蓄能热泵集中供暖方案,设计了一套小型的实验系统并进行了一个周期的实验研究,实验结果表明:本文提出的采用太阳能热泵供暖与地下埋管土壤低温蓄能相结合的供暖方案是可行的。实验表明采用地下埋管蓄能系统对太阳能跨季节储存,可以解决太阳能供暖系统在非采暖季的集热器过热问题,有助于提高系统运行的可靠性。该系统的蓄能效率为23％,采用热泵提取热量起到了提高系统蓄能效率的目的。测得供暖阶段热泵机组日性能系数为3.28,系统日性能系数为2.15。　　 利用长达1464小时的现场实验数据对Duct Ground Storage Model(DST)模型进行了验证,结果表明:地埋管换热器循环液平均温度的模拟值与实测值的平均误差为1.35℃,说明这一模型应用于地下埋管土壤低温蓄能的模拟研究是可行的。对地下埋管季节蓄能系统的模拟研究表明:在非采暖季的运行过程中,水箱最高水温为38.4℃,没有出现集热水箱水温过高的现象,证明了地下埋管季节蓄能是解决太阳能供暖系统集热器过热的有效手段。模拟计算得到系统的蓄能效率为25.18％,其中注热效率为31.48％,取热效率为80％。整个蓄能过程中,从地下蓄热体上部、侧面与底部损失的热量分别占注入热量的0.75％、66.71％、7.36％。模拟结果表明对于地下埋管季节蓄能系统,设置水平保温层有助于提高蓄能效率。对保温层铺设方法对蓄能效率的影响进行了模拟研究,结果表明铺设水平保温层时,延伸率为0.09,即可最大限度的减少地表环境对地下蓄热体蓄热性能的影响,此时蓄能效率为29％；铺设侧面保温时,延伸率为1.0时,蓄能效率可达61％,明显高于水平保温相同延伸率时29％的蓄能效率。因此,要提高地下埋管季节蓄能的效率,加侧面保温是一个较为有效的方法。本文提出了采用温差法控制注热水泵的运行,确定了该方式的优化条件。