在我国,随着城市化进程的稳步推进,建筑能耗也在急剧增长,根据我国地理位置和气候特点,各地区对暖通空调的使用需求很普遍;据统计,当今我国的建筑能耗约占社会总能耗20%,而暖通空调能耗约占建筑能耗60%。因此,开展太阳能辅助土壤源热泵作为热源,与室内采用毛细管辐射空调的联合系统的应用研究,一方面研究太阳能辅助土壤源热泵在长春地区的使用效率,以及研究提高其能源的利用效率的策略,另一方面针对我国严寒地区的冬季室外气候特点,寻找既节能又环保的室内供暖形式为长春地区建筑节能提供理论基础。主要研究内容如下:整理调研长春市公共建筑的室内舒适性评价及当地建筑高能耗现状并分析其原因;根据长春地区的地理气候资料,分析可利用的清洁能源,充分挖掘太阳能、地热能的利用潜力;通过实验,研究太阳能辅助土壤源热泵供能系统的运行效果,测试运行期间机组的运行参数、耗电参数,计算能效系数;分析室内采用不同毛细管敷设位置及新风方式供暖的室内热环境,确定最适应的毛细管敷设位置、供水温度、管内流速和新风送风方式、送风温度;最后开展实验室物理模型的仿真模拟,研究不同供水温度下室内热环境的分布变化规律,并对优化方案进行分析。本文首先介绍了太阳能辅助地源热泵的联合系统及两种末端供能方式,毛细管顶棚敷设+混合通风、毛细管地面敷设+置换通风;并对2018年采暖季,该热源联合系统的机组和系统性能进行实测研究,研究得出,在供水温度一定的前提下,机组启停次数越大COP值越低,整个采暖季该联合热源系统的机组平均COP=3.55,系统平均COP=2.30;太阳能辅助蓄热可以有效地增加系统稳定性。其次在冬季典型日,对实验房间竖直和水平方向安测监测点,研究分别采用毛细管地板敷设+置换通风与毛细管顶棚敷设+混合通风末端供暖方式,在供热稳定阶段,竖直方向上辐射不对称及气流运动对人员活动区的舒适性及室内热湿环境的影响。研究得出,冬季采用毛细管地板敷设+置换通风复合空调系统室内人员活动区风速较低,温度场、湿度场更均匀,能够适应热湿比变化,有效利用了低品位热能,节约能耗,舒适度也大大提高。在实验数据的基础上,开展数值仿真模拟,利用Airpak软件建立实验室模型,在长春地区的冬季室外条件下,建筑采用毛细管地面敷设+置换通风供暖在不同供水温度下的室内热环境。结果表明,四种供水工况33℃、34℃、35℃、37℃时,室内平均温度分别为17.40℃、17.83℃、18.75℃、20.6℃,随着供水温度的升高,辐射表面温度也升高,分别为21.3℃、22.05℃、22.75℃、23.5℃;垂直方向0.5m处人员坐姿室内空气温度分别为17.72℃、18.3℃、18.8℃、20.04℃;1.5m处站姿室内空气温度分别为17.07℃、17.55℃、18.05℃、19.65℃,垂直温差分别0.65℃、0.75℃、0.75℃、0.39℃;供水温度33℃、34℃提供的热量无法消除室内冷负荷供热能力不足,室内温度达不到《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》^[1]要求的:严寒地区供暖房间室内设计温度宜采用18℃-24℃;当供水温度37℃时室内热湿环境最接近设计值,且预测人员不满意率小于27%。得到的模拟结果与实测供水温度37℃时结果较为吻合,模拟条件下因优化了毛细管辐射面积,毛细管满铺,此时室内温度明显高于实验条件毛细管敷设面积85%时室内温度,得出增加毛细管敷设面积,要达到相同的室内环境,适当降低供水温度可达到节能的效果。考虑到工程应用中的经济性与实用性,建议供水温度37-40℃。