土壤源热泵因其具有对环境友好、节能环保、性价比高等显著特点,而得到了大力推广和广泛应用,其中地埋管换热器的设计是土壤源热泵设计的核心。地埋管换热器设计不合理不但初期投资的回报率低,还将导致地下温度场的永久性破坏而难以恢复,因此地埋管换热器的合理设计显得尤为重要,而准确的预测地埋管换热器的换热性能是合理设计地埋管换热器的前提。但从目前国内外的研究情况来看,夏热冬暖地区气候条件下,结合地质条件、气候特点等对土壤换热器的逐时动态模拟研究较少。本文针对夏热冬暖地区土壤换热器-冷却塔耦合型地源热泵空调系统,结合地质条件、气候特点等进行实验研究和逐时动态模拟,研究结果可为我国夏热冬暖地区土壤换热器的优化设计和研究提供重要的参考依据。本文主要内容包括以下几个方面:(1)通过对夏热冬暖地区广西大学行健文理学院图书馆的地源热泵空调系统不同制冷工况和供暖工况进行实验测试,分析土壤换热器换热量测量结果的不确定度,研究地埋管循环介质流量、地埋管总埋管深度、运行时间等因素对单位井深换热量、机组和系统能效比、地埋管循环介质进出口温差的影响,探讨系统的最佳运行工况。系统运行稳定后,单位井深换热量保持在47.39W/m左右,机组能效比和系统能效比分别保持在5.3、3.6左右,实验结果表明该系统具有较高的运行稳定性和经济性。(2)结合系统所在地的地质条件、气候特点、机组参数、地埋管、运行方式等对系统进行建模,利用所建立的模型对系统长期间歇制冷供暖的工况进行模拟,将单位井深换热量模拟值与实测值进行对比验证模型的准确性,两者平均相对误差为7%,最大相对误差为8.6%,误差在工程允许的范围内,因此可以认为所建立的模型与实际系统非常接近,该模型的模拟结果对地源热泵系统的合理设计与研究具有很好的借鉴意义。(3)模型被验证准确的条件下,采用单因素方法模拟分析井壁土壤温升和冷热负荷随运行时间的变化以及井间距、土壤导热系数、回填材料导热系数、井深等对出口温度和井壁土壤温升的影响,并使用正交实验法和方差分析法分析井壁土壤温升各影响因素的显著性。本模拟条件下,置信水平为0.05时,土壤导热系数和井间距对井壁土壤温升的影响显著,置信水平为0.01时,土壤导热系数对井壁土壤温升的影响显著;各井壁土壤温升影响因素的显著程度排序为:土壤导热系数>井间距>埋管长度>回填材料导热系数。