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利用土壤源热泵进行太阳能跨季节蓄能可以有效地解决土壤源热泵系统土壤热失衡的问题。对于寒冷和严寒等热负荷占优的建筑气候区,本文针对基于土壤源热泵的太阳能跨季节蓄能机理、跨季节蓄能实践的可行性、蓄热系统的设计、蓄热周期的预测、蓄热过程的TRNSYS模拟分析、蓄热系统的匹配运行测量调试等问题开展系列研究。以一个实际工程为支撑,开展了跨季节蓄能的实践。首先,分析利用土壤源进行太阳能跨季节蓄能的可行性。建立双U型地埋管传热的物理模型和数学模型,利用Matlab软件对理论模型进行求解计算,得到土壤温度分布曲线和拟合方程,通过温度分布法计算得到地埋管换热器传热量。结果表明,地埋管换热器的换热量能够满足蓄热量的要求。其次,根据天津工业大学新校区A区设备站2010年、2011年和2012年土壤源热泵系统的运行能源账单和天津地区典型气象年的太阳能辐射数据,同时考虑太阳能利用率、极端天气、管路热量损失等因素,预测蓄热实验周期,设计蓄热实验系统并进行蓄热实验。蓄热实验分别测量了实验周期内的太阳能辐射强度、集热水箱供回水温度及流量、地埋管附近各层土壤实时温度,通过计算分别得到蓄热期内的太阳能辐射量、地埋管蓄热量和土壤温升等数据,利用太阳能利用率和延迟响应的概念分析了辐射量和蓄热量之间关系。实验中,总辐射量为956991.3MJ,总蓄热量为480299.1MJ,总蓄热量是地埋管年均取热量的2.03倍,总蓄热量占总辐射量的50.2%,太阳能平均利用率为50.2%。再次,利用TRNSYS模拟软件解决了过渡季节的跨季节蓄能难题。建立仿真模型,并利用实验数据对该模型进行验证,提出相关的误差修正模型,用来消除气象参数和设备耗散热对模拟结果的影响。过渡季节的蓄热过程模拟结果表明,尽管在过渡季节,其储热量(247719.47k Wh)同样能够满足蓄热量的要求。最后,从土壤温度、蒸发器进水温度、系统和机组COP及经济环境性四个方面对蓄热效果进行了评价。根据2010年、2011年,2012年冬季土壤源热泵的能源账单,计算得到系统和机组的COP值,结果表明:在没有蓄热模式的情况下,土壤源热泵系统和机组的COP值是逐年下降的;进行蓄热实验后,系统和机组的COP有小幅度的提升,分别提升3.4%和2.4%。