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本文在分析研究各种土壤源热泵的基础上，针对填砾同井地下水源热泵系统进行了理论研究和实际测试。本文提出单井回灌地下水源热泵系统，它是一种高效节能的地能采集系统，目前总共有三种应用形式，即抽灌同井、填砾同井、循环单井。它们都是将抽水管和回水管放置在同一口井内，从井的下部抽水，上部回水。本文选取填砾同井形式开展了相关的理论和实验测试研究工作，填砾同井作为单井回灌地下水热泵系统中的换热部件，在整个空调系统中起着重要的作用，回灌水与周围砾石及土壤之间的换热情况，回灌水与地下水的混合情况直接影响填砾同井地下水源热泵系统的整体运行性能。单井的钻井深度，单井的井孔，地下水情况等直接决定着该系统的初投资。 为了研究填砾同井换热器在绵阳地区的换热性能和经济性，同时和各种土壤源热泵换热器进行对比分析，研究其自身的优点和所存在的一些问题。本论文结合绵阳市金家林软件园区的实际工程，采集不同方位的两组单井数据，首先利用数据采集仪、热电偶传感器采集单井的原始温度；然后启动测试用热泵机组，记录各个探测点的温度变化情况，最终稳定情况，通过调节流量开关，测试出不同循环流量下的各个温度点变化情况；最终通过数据采集器传输到电脑自动保存记录。经过最终的实验数据处理分析得出，该地区的填砾同井换热器的实际换热量。 最后，将试验测试所得数据同绵阳地区土壤源热泵换热器的研究数据进行对比分析。从换热量、项目初投资、可利用土地资源等方面考虑，该地区建议采用填砾同井换热器。 研究结果表明：填砾同井换热器换热性能要优越于地埋管换热器换热性能，同时初投资较低，运行维护管理难度低。其中，土壤源热泵单井（100m）换热量8.5kw，填砾同井单井（35m）换热量50kw；土壤源热泵单井循环水流量1.5~3.5m3/h，填砾同井的循环水流量8~14m3/h；土壤源热泵单位井深成本80~100元/m（每平米成本112~171元）填砾同井单位井深成本1000~1200元/m（每平米成本84~109元）。在绵阳地区，填砾同井换热器选择循环流量10~12m3/h，钻井深度30~40m，同时选择的砾石直径10~30㎜的工况达到换热性能和经济性最佳。