曹小林，王芳芳，陈惠，曹双俊，曾伟

(中南大学 能源科学与工程学院，湖南 长沙，410083)

我国用于暖通空调的能耗约占总能耗的 17%[1]。土壤源热泵系统采用地热能，具有广阔的应用前景[2]。土壤源热泵因其节能性、舒适性正得到大力推广，以每年20%的递增销量而处于各种热泵系统的首位[3-4]。自20世纪80年代末，土壤源热泵技术的研究日益受到人们的重视[5-6]。土壤源热泵系统可分为第二环路土壤源热泵和直接膨胀式(简称直膨式)土壤源热泵[7]。相对于第二环路土壤源热泵，直膨式土壤源热泵的制冷剂直接与土壤进行换热，减少了换热环节；地埋管换热器内是制冷剂相变传热，换热系数大，不存在冻结的危险，不需要添加防冻剂。但是，地埋管采用铜管存在腐蚀危险。由于第二环路土壤源热泵具有不怕腐蚀、安全可靠等优点而得到广泛应用，而国内外关于直膨式土壤源热泵的研究和开发较少。Mei等[8]的研究表明，只有在当地土壤和地下水中含有较高成分的氧化物时，才会缓慢出现铜管腐蚀的情况，因此，须对直膨式土壤源热泵理进行研究。在此，本文作者对直膨式土壤源热泵进行理论和实验研究，分析制热模式下各参数对热泵系统运行性能的影响。

1 直膨式土壤源热泵系统性能试验台

直膨式土壤源热泵系统由U型竖直埋管换热器、螺旋套管式换热器、活塞式压缩机以及热力膨胀阀组成，如图1所示。U型竖直埋管换热器设置在1个水井中，在水中的深度为32 m，水井直径为250 mm，U型竖直埋管换热器铜管直径×长度为12.7 mm×1.0 mm；……