在太阳能土壤源热泵系统中太阳能集热器可以平衡土壤热量,保证系统长期运行过程中土壤温度能够得到高效的恢复。该系统的集热器面积设计目前有两种方法:太阳能保证率法和热平衡法。但太阳能保证率法的太阳能保证率难以获取,而热平衡法没有考虑土壤温度自然恢复在运行过程带来的影响。针对现有设计方法的不足,本文提出考虑土壤温恢复的集热面积设计方法的思路。土壤温度恢复是一个很复杂物理过程,目前也没有完整的理论能够对其进行描述。根据土壤温度恢复热量来源的不同,本文将土壤温度恢复分为土壤补热恢复和土壤自然恢复两部分。并用土壤温度恢复率这个指标来衡量在二者共同作用下土壤温度恢复情况。如何描述土壤温度恢复过程,如何计算土壤温度恢复过程,如何考虑地下水渗流对土壤温度恢复的影响,并将这些内容与集热面积建立联系,指导集热面积的设计计算是本文主要研究内容。本文首先从土壤温度恢复与相关影响因素之间的关系入手,通过研究发现在钻井数量、钻井间距、土壤导热率和累计热/冷负荷比这些因素中钻井数量和累计热/冷负荷比是主要影响因素,并且随着钻井数量和累计热/冷负荷比的增加土壤温度恢复率逐渐下降。在此基础上进一步研究钻井深度和地下水渗流与土壤温度恢复率关系,并寻求地下水渗流作用的计算方法。通过研究土壤温度恢复率随着单个钻井深度的增加而增加,但是随着钻井总长度的增加,钻井深度的影响作用越来越小。本文通过Pe数建立综合导热系统给出了地下水渗流作用的近似计算方法。在本文研究Pe<15范围内,渗流作用对土壤温度恢复具有显著影响,渗流作用越强对土壤温度恢复越有利。在土壤温度规律研究的基础上本文对土壤温度恢复率和各个影响因素之间的关系进行量化,以阜新地区为例建立土壤温度恢复率与各个影响因素之间的数学计算模型,(?)。并建立土壤温度恢复与集热面积的关系,利用土壤温度恢复率给出了集热面积计算方法,并给出集热面积计算式A=(?)。以阜新汽配城系统为例对比了热平衡法和土壤温度恢复率法计算结果和系统长期运行情况,发现与土壤温度恢复率法计算结果相比,现有热平衡法计算结果偏小12.9%。经过8年模拟运行发现土壤温度恢复率法计算结果相对于现有热平衡法计算结果土壤平均温度高8%,平均土壤温度恢复率高7%,因此土壤温度恢复率法计算结果更合理。