宋伟，倪龙，姚杨

(哈尔滨工业大学热泵空调技术研究所，黑龙江哈尔滨150090)

与传统的双井地下水源热泵系统相比，单井循环地下水源热泵系统具有水井个数少、初投资低等优势，因此近年来逐渐受到关注。目前该系统共有3种形式，即循环单井、抽灌同井和填砾同井［1］。20世纪70年代中期，循环单井开始在美国开发，美国现在大约安装1 000个这种热源井［2-3］，大部分位于东北部和毗连加拿大的地区［4］。此外，由于特殊的地质条件，韩国安装的地源热泵中有近30%的热源井采用了循环单井［5］。抽灌同井最早的公开报道是1992年丹麦技术大学校园内的一个实验井，该实验热源井钻孔直径0.4 m、孔深45 m、在深度29～34 m和38～43 m处安装了过滤网［6］。2000年我国专利报道了填砾同井［7］。该热源井于2001年在北京某工程上投入运行并取得成功［8］，随后开始推广全国多个省份［9］。

单井循环地下水源热泵系统虽然在工程上获得了一定的应用，但相关研究工作还较欠缺，且在国内外文献中尚未见到关于实验室模拟研究的报道。为此，本文搭建了单井循环地下水源热泵系统的砂箱实验台，旨在研究初始地温对单井循环地下水源热泵系统特性的影响。

1 砂箱实验台

单井循环地下水源热泵系统的3种形式如图1所示。该系统的砂箱实验台系统图如图2所示，热源井及预制井如图3所示。砂箱实验台设计的整体思路是通过能量守恒原理来研究砂箱中“含水层”流动及换热的特性，即用砂箱来模拟地下含水层，用负荷水箱来模拟建筑负荷，从而提供供回水温差。……