随着我国农村地区社会经济的快速发展,农村居民对住宅舒适度的要求越来越高,由此引起的农村建筑能耗增加和环境问题日益突出。地源热泵作为一种既节能又环保的空调系统,在满足农村住宅空调冷热需求、改善环境条件方面有着广阔的应用前景。本文通过建筑缩尺实验和全尺寸数值模拟,研究了典型农村住宅地源热泵系统地下温度场化情况,分析了室内温度变化对地源热泵机组和系统性能系数COP的影响规律,并利用TRNSYS软件模拟了三种工况下200m~2典型农村住宅全年冷热负荷与地源热泵系统性能系数及各部分能耗的变化情况。首先实测了冬夏季实验前、实验后和实验过程地下25m、50m、75m和100m四个测点土壤温度与环境温度之间的关系,发现虽然环境温度波动较大,但四个测点土壤温度变化很小,基本不受环境温度的影响。另外,现场实测了冬夏季室内温湿度变化情况,发现在没有新风和排风的情况下,冬季随室内温度的升高,相对湿度则逐渐降低,夏季室内相对湿度远高于冬季,且随着室内温度升高,相对湿度也呈下降趋势。其次,本文还通过实验研究了冬夏季室内设定温度对地源热泵机组和系统运行性能、热泵机组耗电量、循环水泵耗电量、系统耗电量及地下温度场的影响。结果表明:冬季随着室内设定温度的升高,室内需要的热量越多,地源侧供回水温差越大,地下土壤温度下降的越多,热泵机组和系统COP均呈下降趋势;夏季室内设定温度越高,维持室内温度所需冷量越少,热泵机组启停越频繁,从而使耗电量增大,所以机组COP越低。受设备运行模式限制,当热泵机组停止运行时,循环水泵仍然在运行,因此水泵耗电量占比就越高,系统的COP会越低。随室内设定温度的提高,向地下存储的热量越少,所以地下土壤平均温度就越低。最后,本文利用TRNSYS软件模拟分析了三种工况下200m~2典型农村住宅全年冷热负荷、累计制热量和制冷量及热泵机组、系统和循环水泵耗电量。模拟结果表明:夏季制冷工况下,系统COP随室内温度降低而升高;冬季采暖工况下,系统COP随室内温度升高而升高,与实验结果相符;热泵系统在运行一年后,三种工况的地下土壤平均温度均出现下降趋势,表明该系统出现了冷热不平衡问题,在长期运行过程中需要予以关注,以保证地源热泵系统运行的高效和稳定。