土壤源热泵系统是通过传热介质(水或以水为主要成分的防冻液)在封闭的地埋管环路中流动,实现系统与大地之间的换热来提取土壤热(冷)量,再通过室内环路将热(冷)量输送到建筑物各个房间或区域进行供热制冷。近年来,土壤源热泵得到了广泛的推广,并被多个领域运用,地下水渗流是地埋管换热器换热性能的重要影响因素,得到更多专家学者的关注和研究,但由于多数模型受研究条件与研究对象限制,存在适用性差、预测不准确、模型参数测试困难等问题,因此有必要继续开展相关的基础研究,积累大量实验数据,为进一步优化和完善理论提供可靠依据。本文通过室内物理模型实验,对渗流条件下竖直U型埋管换热过程进行研究,首先根据以有渗流地层的平行六面体为参照原形进行设计砂箱模型,搭建了包含砂箱装置、供热装置、空调装置、测试装置、数据采集装置的实验台,针对砾砂,先进行基本参数测定实验,再分别开展饱和有/无渗流条件下不同热(冷)源温度、不同渗流进水温度、不同渗流速度的实验研究,不同热源温度为30℃、35℃、40℃,不同冷源温度为5℃、10℃、15℃,不同渗流进水温度为15℃、20℃、25℃,不同渗流速度为水位差分别为5cm、30cm、55cm时对应的渗流速度,最后对实验数据进行整理分析,并利用Surfer软件对实验数据进行处理分析,得到等温线分布图,明确揭示各个因素对竖直U型埋管传热过程的影响。实验结果表明:饱和有/无渗流条件下,土样在加热(制冷)过程中,各测点温度变化量ΔT随时间的变化均呈现先增长(减小)后趋于稳定的趋势;饱和有/无渗流条件下,土样完成加热(制冷)后,进行土样温度场恢复过程中,各测点温度变化量ΔT随时间的变化均呈现先减小(增长)后趋于稳定的趋势,且当热(冷)温度与环境温度(渗流进水温度及室温)相差越大时,温度场恢复所需的时间越长;饱和无渗流时,距离热/冷源距离相同的测点达到稳定后的温度变化量ΔT相近;饱和有渗流时,距热/冷源距离相同的测点达到稳定后的温度变化量ΔT不同,砂箱下游测点温度变化量ΔT明显偏大,且热源温度变大、冷源温度变小、渗流进水温度变小或渗流速度变大,均会导致等温线密集区范围变大,等温线向下游偏移量变大。