摘 要：為解決中深層地源熱泵系統(tǒng)（GSHP）地溫衰減的問題，以邯鄲市某民用節(jié)能建筑為研究對象，基于TRNSYS建立一種PV/T耦合中深層地源熱泵系統(tǒng)（PV/T-GSHP），并與GSHP系統(tǒng)對比，模擬分析運行20 a PV/T-GSHP系統(tǒng)運行特性。探究PV/T組件的相關(guān)參數(shù)對土壤平均溫度的影響。最后，將PV/T-GSHP系統(tǒng)與其他系統(tǒng)進(jìn)行能耗對比。研究結(jié)果表明：與GSHP系統(tǒng)相比，PV/T-GSHP系統(tǒng)機組COP從6.44提高到6.81，但由于增加了泵功，系統(tǒng)COP降到2.38，但考慮發(fā)電量，平均每年可獲得10015.831元收益；相似結(jié)構(gòu)建筑PV/T組件屋頂鋪設(shè)占比越大，集熱泵流量越小，土壤平均溫升越快；不考慮發(fā)電量時，PV/T-GSHP系統(tǒng)比燃?xì)忮仩t系統(tǒng)能耗高8.46%，與燃煤鍋爐和電鍋爐系統(tǒng)相比，分別可節(jié)約11.04%和48.55%的能耗；綜合發(fā)電量時，20 a實際獲得的發(fā)電量收益折合成燃煤量為210.05 t。

關(guān)鍵詞：太陽能；熱泵系統(tǒng)；供暖；性能系數(shù)；中深層地?zé)?；地溫衰減

中圖分類號：TK529；TK519" " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引 言

地?zé)崮軐儆诳稍偕鍧嵞茉矗哂蟹植紡V、儲量大、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點［1］。地源熱泵系統(tǒng)被廣泛用于建筑的冷暖需求，主要分為淺層地源熱泵系統(tǒng)和中深層地源熱泵系統(tǒng)。淺層地源熱泵系統(tǒng)運行時存在土壤冷熱不平衡的問題，嚴(yán)重影響熱泵系統(tǒng)的性能穩(wěn)定；而中深層地源熱泵由于其出水溫度高、熱流密度大的優(yōu)點［2-3］，近年來得到廣泛關(guān)注。很多學(xué)者［4-8］對中深層地源熱泵系統(tǒng)長期運行展開了研究。由于中深層地源熱泵只是提取地?zé)崮埽植康責(zé)釄鲋鹉晁p，從而使中深層地源熱泵的采暖性能下降，機組運行效率降低。劉俊等［6］發(fā)現(xiàn)在中深層地源熱泵系統(tǒng)長期運行過程中，系統(tǒng)性能隨運行年份的增加而下降，且逐漸進(jìn)入準(zhǔn)穩(wěn)定狀態(tài)；姜靜華等［7］利用OpenGeoSys軟件建立深層U型地埋管三維數(shù)值傳熱模型，分析其在不同地質(zhì)參數(shù)下長期運行時的取熱性能，發(fā)現(xiàn)在最優(yōu)參數(shù)設(shè)置下的土壤溫度衰減率為12.66%。

太陽能具有綠色、高效、方便收集等優(yōu)點，因此越來越多的學(xué)者［9-16］轉(zhuǎn)向?qū)μ柲荞詈蠠岜孟到y(tǒng)的研究。穆志君等［10］將光伏光熱（photovoltaic/photothermal，PV/T）組件應(yīng)用到熱泵系統(tǒng)上，不僅可提高PV/T組件的發(fā)電效率，而且可提高熱泵的蒸發(fā)溫度；楊衛(wèi)波等［11］建立了太陽能-地源熱泵雙熱源耦合的TRNSYS模型，發(fā)現(xiàn)集熱器面積和換熱器數(shù)量對系統(tǒng)效率有明顯影響；劉仙萍等［12］利用TRNSYS研究了光伏光熱-淺層地源熱泵耦合供熱系統(tǒng)的運行性能，發(fā)現(xiàn)第20年末土壤溫度相比初始地溫僅升高了0.8 ℃，說明耦合供熱系統(tǒng)可有效保證熱平衡。

基于上述研究內(nèi)容，針對中深層地源熱泵系統(tǒng)長期運行地溫衰減的問題，本文首先提出在采暖季通過PV/T組件利用太陽能加熱地埋管出水，在非采暖季通過PV/T組件將太陽能的熱量儲存在土壤中蓄熱，并結(jié)合原有的中深層地源熱泵，建立PV/T耦合中深層地源熱泵供暖系統(tǒng)。其次，采用TRNSYS進(jìn)行系統(tǒng)建模，分析系統(tǒng)長期運行中不同因素的影響。最后，比較PV/T耦合中深層地源熱泵（photovoltaic photothermal coupled medium-deep ground source heat pump，PV/T-GSHP）系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的能源效益，以期為PV/T耦合中深層地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計提供指導(dǎo)。

1 系統(tǒng)原理及運行模式

本文基于邯鄲市某中深層套管式換熱器供暖實際項目監(jiān)測數(shù)據(jù)。由于中深層地埋管單供熱，在采暖季隨著熱泵不斷從中深層地埋管中提取熱量，井下溫度出現(xiàn)逐年下降的現(xiàn)象。針對該現(xiàn)象，提出PV/T耦合中深層地源熱泵供暖系統(tǒng)，其原理如圖1所示。在采暖季，通過中深層地埋管從土壤中提取熱量，經(jīng)過蓄熱水箱加熱熱泵機組源側(cè)進(jìn)水，再利用熱泵機組為末端用戶供暖。在非采暖季，通過PV/T及蓄熱水箱，經(jīng)中深層地埋管將太陽能提供的熱量輸送到土壤中，實現(xiàn)非采暖季蓄熱。PV/T除了在采暖季加熱熱泵機組源側(cè)進(jìn)水和在非采暖季為土壤蓄熱提供熱量外，還利用光伏發(fā)電；同時循環(huán)工質(zhì)中的熱量不斷被帶離PV/T，進(jìn)一步改善PV/T工況。采用供暖模式時，開啟熱泵機組，開啟源側(cè)水泵、負(fù)荷側(cè)水泵和集熱泵，開啟閥門1～5，關(guān)閉閥門6、7；隨著蓄熱水箱溫度的逐漸升高，溫度滿足補熱條件時，關(guān)閉閥門1，開啟閥門6、7。采用蓄熱模式時，關(guān)閉熱泵機組，關(guān)閉負(fù)荷側(cè)水泵，開啟源側(cè)水泵和集熱泵，開啟閥門4～7，關(guān)閉閥門1～3。

2 仿真模型

2.1 DeST計算熱負(fù)荷

以河北省邯鄲市某住宅小區(qū)為研究對象，其建筑總面積25016.34 m2，層高3 m，共16層，末端為地板輻射，供暖時間為11月15日—次年3月15日。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)特性按GB 55015—2021標(biāo)準(zhǔn)［17］確定，數(shù)值見表1。如圖2所示，利用DeST建模，計算得到建筑物熱負(fù)荷，最大熱負(fù)荷為526.44 kW，全年累計熱負(fù)荷為330317.1 kWh。

2.2 TRNSYS系統(tǒng)仿真模型

利用TRNSYS仿真模擬軟件建立的PV/T耦合中深層地源熱泵系統(tǒng)動態(tài)仿真模型如圖3所示。為比較PV/T-GSHP系統(tǒng)與GSHP系統(tǒng)的運行特性，還建立GSHP系統(tǒng)的TRNSYS模型。系統(tǒng)中主要涉及的仿真模型模塊和各模塊型號見表2。

2.3 物理參數(shù)的設(shè)置

模型中地埋管換熱器的循環(huán)工質(zhì)為純凈水。地埋管換熱器模塊所需的其他參數(shù)設(shè)置見表3。熱泵機組冷凝器額定出口水溫設(shè)置為45 ℃，額定冷凝器流量為99.5 m3/h，蒸發(fā)器額定入口水溫設(shè)置為10 ℃，額定蒸發(fā)器流量為95.7 m3/h。考慮實際施工的需要，將PV/T組件面積設(shè)定為屋頂面積的80%（1250 m2）。邯鄲所處緯度為36°，單供熱集熱器傾角根據(jù)經(jīng)驗選擇當(dāng)?shù)鼐暥燃?0°，因此取為46°，PV/T組件設(shè)計參數(shù)見表4。

2.4 系統(tǒng)的運行模式與控制策略

模式1（地源熱泵單獨供暖模式）：地源熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器通過地埋管從土壤中吸取熱量，通過地源熱泵的冷凝器向用戶側(cè)供暖。

模式2（PV/T耦合地源熱泵供暖模式）：地埋管出水經(jīng)過PV/T組件的蓄熱水箱加熱地埋管出水，地源熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器吸取地埋管出水的熱量，通過地源熱泵的冷凝器向用戶側(cè)供暖，同時PV/T組件產(chǎn)出電量。

模式3（蓄熱模式）：PV/T組件的蓄熱水箱出水通過地埋管換熱器向土壤中放熱。

圖4所示為邯鄲地區(qū)全年逐時太陽輻照量。該地區(qū)的太陽輻照量集中在08：00—18：00，因此將集熱泵的開啟時間設(shè)定為08：00—18：00，利用該時段為蓄熱水箱加熱，同時利用PV/T組件發(fā)電。在采暖季，首先開啟模式1，并在太陽輻照量充足時開啟集熱泵，當(dāng)蓄熱水箱負(fù)荷側(cè)出水溫度比地埋管出水溫度高10 ℃時開啟模式2。在非采暖季，當(dāng)蓄熱水箱負(fù)荷側(cè)出水溫度高于75 ℃時開啟模式3，向土壤中放熱。

2.5 評價指標(biāo)

用能效比作為系統(tǒng)的評價指標(biāo)。熱泵機組性能系數(shù)和系統(tǒng)總體性能系數(shù)［18］分別為：

[COP=QhWh] （1）

[COPsys=QhWh+Wp] （2）

式中：[COP]——熱泵機組能效比；[Qh]——機組制熱量，kW；[Wh]——制熱模式下熱泵輸入功率，kW；[COPsys]——系統(tǒng)能效比；[Wp]——循環(huán)水泵的功率，kW。

3 模型驗證及結(jié)果分析

3.1 模型驗證

PV/T-GSHP系統(tǒng)中同軸套管換熱器使用文獻(xiàn)［19］的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證，通過在TRNSYS軟件的模塊中輸入實驗參數(shù)得到模擬出口水溫，比較結(jié)果如圖5所示。從圖5可看到，模擬數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)趨勢一致，出口水溫的相對誤差最大為7.99%，因此所建立的模型較為合理。

3.2 結(jié)果分析

3.2.1 運行20 a系統(tǒng)變化對比分析

圖6為中深層地源熱泵系統(tǒng)運行20 a地埋管進(jìn)出口水溫及土壤平均溫度的變化，其中設(shè)置參數(shù)與PV/T-GSHP系統(tǒng)相同。隨著系統(tǒng)運行年限的增加，地埋管進(jìn)出口水溫及土壤平均溫度均呈下降趨勢，前4年的降幅較大，之后隨著系統(tǒng)的運行，降幅逐漸放緩。這是因為土壤在機組停機的間歇時間溫度得到恢復(fù)，但機組在經(jīng)行20 a后土壤平均溫度還是由最初的38.29 ℃下降到36.18 ℃，下降了2.11 ℃。

圖7a為PV/T-GSHP系統(tǒng)和GSHP系統(tǒng)20 a土壤平均溫度的變化。GSHP系統(tǒng)的土壤平均溫度由采暖前的38.29 ℃下降到36.18 ℃，前4年的降幅較大，分別為0.55、0.30、0.20 ℃，而后16年的降幅變緩。這是由于為了完成冬季采暖負(fù)荷，井下的地?zé)衢_采與地?zé)峄謴?fù)逐漸趨于平衡。說明在非采暖季（3月16—11月14日）期間土壤蓄熱體熱量雖然得到恢復(fù)，但并未恢復(fù)到最初地層溫度，而是隨著供暖時間的延長而逐漸降低的。隨著地埋管的不斷取熱，地層溫度逐漸下降，逐漸影響機組的供暖效果和機組能耗。而PV/T-GSHP系統(tǒng)的土壤平均溫度由采暖前的38.29 ℃上升到38.33 ℃，土壤平均溫度上升0.04 ℃。前2年土壤平均溫度上升較為明顯，其中第1年上升0.07 ℃，第2年上升0.03 ℃。這是由于前2年增加了太陽能補熱與蓄熱，蓄熱量明顯大于從熱井中的采熱量。2 a后溫度有下降趨勢，但始終高于38.29℃，這主要是由于土壤與設(shè)定的蓄熱水溫的溫差變小，土壤從水中的取熱量降低，采熱與蓄熱逐漸趨于平衡。

圖7b和圖7c分別為PV/T-GSHP系統(tǒng)和GSHP系統(tǒng)經(jīng)過20 a地埋管出口水溫和進(jìn)口水溫的變化。GSHP系統(tǒng)的出口水溫和進(jìn)口水溫隨運行時間的延長逐年降低，出口最低水溫從5.18 ℃下降到3.27 ℃，進(jìn)口最低水溫從1.49 ℃下降到[-0.41 ℃]。這是由不斷從土壤蓄熱體中取熱導(dǎo)致的，雖土壤在非采暖季進(jìn)行了熱恢復(fù)，但通過埋管換熱器不斷取熱帶走的熱量仍大于停機時熱恢復(fù)的熱量，因此出現(xiàn)連年溫度下降的現(xiàn)象。PV/T-GSHP系統(tǒng)的出口水溫和進(jìn)口水溫隨運行時間的延長逐年升高，最低出口水溫由8.70 ℃上升到9.11 ℃，最低進(jìn)口水溫由4.98 ℃上升到5.38 ℃。這是由于采取PV/T采暖季向地埋管出水補熱和非采暖季向地?zé)峋顭嵩斐傻?，在采暖季來自蓄熱水箱的高溫水提高了熱泵機組源側(cè)的進(jìn)口水溫，進(jìn)一步減少了地埋管的取熱量，提高了熱泵機組的運行效果和地埋管的進(jìn)口水溫，增加了光伏光熱組件的地源熱泵系統(tǒng)運行更穩(wěn)定，更能滿足系統(tǒng)長時間供暖的需要。

圖7d和圖7e分別為PV/T-GSHP系統(tǒng)和GSHP系統(tǒng)的熱泵機組[COP]和COPsys的變化。對于GSHP系統(tǒng)，由于連續(xù)多年取熱，機組運行工況變差，熱泵機組[COP]逐年下降，運行20 a時從6.54下降到6.44；而COPsys始終穩(wěn)定在4.26。對于PV/T-GSHP系統(tǒng)，運行20 a的機組[COP]從6.78上升到6.81，機組[COP]相較于GSHP系統(tǒng)提高5.75%，這是采暖季PV/T組件加熱地埋管出水和非采暖季PV/T組件向地埋管蓄熱共同作用的結(jié)果。但PV/T-GSHP系統(tǒng)的COPsys穩(wěn)定在約2.38，與GSHP系統(tǒng)相比下降明顯，這主要是由于PV/T-GSHP系統(tǒng)在非采暖季增加了集熱泵和源側(cè)水泵的功耗。

圖7f為GSHP系統(tǒng)和PV/T-GSHP系統(tǒng)每年的配電量變化。GSHP系統(tǒng)平均每年的用電量為111538.18 kWh，PV/T-GSHP系統(tǒng)為150019.15 kWh。由于PV/T組件的原因，系統(tǒng)在太陽輻照量充足時會產(chǎn)出電量。由于PV/T組件發(fā)電與機組用電之間存在時間上不匹配的問題，如果將電量優(yōu)先供應(yīng)系統(tǒng)消耗，需考慮蓄電池儲存電能，但電池價格昂貴且壽命短，會大大增加系統(tǒng)的初投資，因此選擇通過逆變器將光伏的直流功率轉(zhuǎn)換為交流功率輸送給電網(wǎng)。PV/T組件的年發(fā)電量很穩(wěn)定，平均約為179644.47 kWh，邯鄲本地平段電價為0.52 元/kWh，以向電網(wǎng)賣出的電價0.49元/kWh計。則平均每年可獲得收益為10015.83元。雖然PV/T-GSHP系統(tǒng)每年的功耗相比于GSHP系統(tǒng)平均多38480.97 kWh，但實際上綜合發(fā)電量比GSHP系統(tǒng)更經(jīng)濟。

上述結(jié)果說明，在以供暖為主的地區(qū)，在地源熱泵的基礎(chǔ)上增加PV/T組件可解決傳統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng)地溫衰減的問題，可使土壤平均溫度、地埋管進(jìn)出口水溫上升，熱泵機組[COP]提高，進(jìn)而進(jìn)一步提高機組運行效果；雖然系統(tǒng)中水泵耗功增加，系統(tǒng)[COP]下降，但綜合發(fā)電量實際運行成本更低。

3.2.2 PV/T-GSHP系統(tǒng)運行特性分析

PV/T-GSHP系統(tǒng)運行特性受多種因素的影響，選取PV/T組件屋頂鋪設(shè)占比、集熱泵流量、PV/T組件傾角、PV/T組件方位角（方位角0°為正南向）對比分析不同情況下土壤溫度的變化，影響因素計算參數(shù)如表5所示。

圖8a為不同PV/T組件屋頂鋪設(shè)占比下土壤平均溫度隨運行時間的變化情況。由圖8a可知，系統(tǒng)中增加了PV/T組件的土壤平均溫度較GSHP系統(tǒng)有明顯上升。占比為80%和90%的土壤平均溫度前2年的升幅較大，這是由于PV/T組件對土壤的補熱和蓄熱作用；第2年后，土壤平均溫度升幅放緩，其中，占比為80%的土壤平均溫度趨勢自第2年后出現(xiàn)下降波動，但始終穩(wěn)定在初始土壤平均溫度以上。而占比為60%和70%的土壤平均溫度由于每年的補熱量與蓄熱量小于取熱量故而緩慢下降。選取較小的PV/T組件面積，集熱量較少，不足以滿足系統(tǒng)取熱量的波動，但與GSHP系統(tǒng)相比，土壤平均溫度還是有所提高。土壤平均溫度的上升會影響熱泵機組的進(jìn)出口水溫，合適的PV/T組件屋頂鋪設(shè)占比會提高熱泵機組的運行效率。上述結(jié)果表明，相似結(jié)構(gòu)建筑選擇PV/T組件屋頂鋪設(shè)占比范圍在80%～90%時可保持土壤熱平衡。

圖8b為不同集熱泵流量下土壤平均溫度隨運行時間的變化情況。由圖8b可知，增大集熱泵流量土壤平均溫度下降，這是由于選取過高的集熱泵流量時單位質(zhì)量流量的水從PV/T組件經(jīng)過時帶走的熱量會降低，蓄熱水箱與地埋管出水的溫差變小，影響換熱效果。前2年的土壤平均溫度升幅較大，尤其是第1年剛開始增設(shè)PV/T組件，土壤平均溫度得到極大提高；而后從第3年開始土壤平均溫度隨運行時間的延長而逐漸升高或降低。

圖8c、圖8d分別為PV/T組件不同傾角及方位角下土壤平均溫度隨運行時間的變化情況。在邯鄲地區(qū)，傾角分別為26°、36°、46°和56°時，第20年的土壤平均溫度分別為38.36、38.38、38.33和38.18 ℃。當(dāng)傾角從26°增加到36°時，土壤平均溫度逐漸上升；而當(dāng)傾角從36°增大到56°時，每增大1°，土壤平均溫度的降幅逐漸變大。方位角從[-10°]增大到0°，第20年的土壤平均溫度從38.31 ℃上升到38.33 ℃，升高0.02 ℃；方位角從0°再增至10°，第20年的土壤平均溫度從38.33 ℃下降到38.30 ℃，下降了0.03 ℃，變化幅度較小。上述結(jié)果表明，相似結(jié)構(gòu)建筑選擇PV/T組件傾角的范圍在36°～46°之間，PV/T組件方位角的變化對土壤平均溫度的影響較小。

4 能源效益分析

PV/T-GSHP系統(tǒng)連續(xù)運行20 a的供熱總量為5832092.10 kWh（21.00×106 MJ），發(fā)電總量為3593924.90 kWh（12.94×106 MJ），所消耗總電量為3000595.17 kWh。按煤電效率34.7%計算，標(biāo)準(zhǔn)煤的燃燒值為29306 MJ/t，天然氣的燃燒值為35640 kJ/m3，則PV/T-GSHP系統(tǒng)運行消耗電量所需的燃煤量為1062.24 t，如果采用傳統(tǒng)的燃煤鍋爐、燃?xì)忮仩t和電鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行供暖［20-21］，產(chǎn)生與PV/T-GSHP系統(tǒng)同等供熱量消耗煤量分別為1194.04、979.38、2064.62 t。因此PV/T-GSHP系統(tǒng)比燃?xì)忮仩t系統(tǒng)能耗高8.46%，與燃煤鍋爐和電鍋爐供暖系統(tǒng)相比，分別可節(jié)約11.04%和48.55%的能耗。產(chǎn)生上述結(jié)果的原因是未計算PV/T-GSHP系統(tǒng)所得到的發(fā)電量。計算PV/T-GSHP系統(tǒng)運行所獲得的發(fā)電量所需的燃煤量為1272.29 t，減去消耗所需的煤量，得到實際獲得的發(fā)電量收益折合的燃煤量為210.05 t。

5 結(jié) 論

通過對PV/T耦合中深層地源熱泵系統(tǒng)的研究，得出以下主要結(jié)論：

1）PV/T-GSHP系統(tǒng)運行20 a土壤平均溫度上升0.04 ℃，解決了傳統(tǒng)GSHP系統(tǒng)地溫衰減的問題；相較于GSHP系統(tǒng)6.44的機組COP，增加了光伏光熱組件的地源熱泵系統(tǒng)提高5.75%，運行更穩(wěn)定，更能滿足系統(tǒng)長期供暖的需要。

2）PV/T-GSHP系統(tǒng)由于增加了集熱泵和蓄熱模式，系統(tǒng)能耗增加，系統(tǒng)COP下降到2.38，但PV/T組件的年發(fā)電量很穩(wěn)定，系統(tǒng)每年實際得到的發(fā)電量為179644.47 kWh，平均每年可獲得收益10015.83元。雖然PV/T-GSHP系統(tǒng)每年的功耗相比于GSHP系統(tǒng)平均多出38480.97 kWh，但綜合發(fā)電量的收益實際上比GSHP系統(tǒng)更經(jīng)濟。

3）選取PV/T組件多個變量，探究PV/T組件的設(shè)置參數(shù)對土壤平均溫度的影響。相似結(jié)構(gòu)建筑PV/T組件屋頂鋪設(shè)占比越大集熱泵流量越小，土壤平均溫度上升越快。土壤平均溫度上升最快的PV/T組件傾角的范圍在36°～46°之間。PV/T組件方位角的變化對土壤平均溫度的影響較小。

4）用PV/T-GSHP系統(tǒng)與其他系統(tǒng)進(jìn)行能源效益的對比，結(jié)果表明：不考慮發(fā)電量時，PV/T-GSHP系統(tǒng)比燃?xì)忮仩t系統(tǒng)能耗高8.46%，與燃煤鍋爐和電鍋爐供暖系統(tǒng)相比，分別可節(jié)約11.04%和48.55%的能耗；綜合發(fā)電量時，20 a實際獲得的發(fā)電量收益折合成燃煤量為210.05 t。

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STUDY ON OPERATION CHARACTERISTICS OF PV/T COUPLED

MIDDLE-DEEP GROUND SOURCE HEAT PUMP HEATING SYSTEM

Li Jianwei1，Bao Lingling1，Miao Zhuang1，Zhang Yonghuan1，Niu Guoqing1，Liu Wei2

（1. School of Energy and Environmental Engineering， Hebei University of Engineering， Handan 056038， China；

2. Energy Research Institute of Hebei Academy of Sciences， Shijiazhuang 050000， China）

Abstract：A PV/T-coupled medium-deep GSHP system （PV/T-GSHP） was established based on TRNSYS to address the ground temperature attenuation issue in the medium-deep geothermal heat pump system （GSHP）. The research object was a civil energy-saving building in Handan City. The operating characteristics of the 20-year PV/T-GSHP system were simulated and analyzed， and the influence of relevant parameters of the PV/T components on the average soil temperature was investigated. The energy consumption of the PV/T-GSHP system was compared with other systems. According to the research， the PV/T-GSHP system's unit COP rose from 6.44 to 6.81 when compared to the GSHP system， but the system COP was reduced to 2.38 due to the increased pump power. However， considering the electricity generation， an average annual income of 10 015.83 yuan can be obtained. The proportion of PV/T components on the roof of similar structured buildings affects the heat pump flow rate and the average soil temperature rise. When not considering electricity generation， the energy consumption of the PV/T-GSHP system was 8.46% higher than that of the gas boiler system. Compared with the coal-fired boiler and electric boiler systems， the energy consumption can be reduced by 11.04% and 48.55%， respectively. Taking into account the electricity generation， the actual income from electricity generation in 20 years is equivalent to 210.05 tons of coal.

Keywords：solar energy； heat pump systems； heating； coefficient of performance； medium-deep geothermal； ground temperature attenuation