地源热泵技术因其节能、高效等优点,在空调系统中被广泛应用。地源热泵系统的设计和性能分析通常需要对地埋管换热器的长期传热过程进行模拟。本文主要对地源热泵倾斜埋管的钻孔外传热过程进行研究.针对地埋管长期传热模拟计算复杂、耗时长等问题,在前人的基础上进行改进,提出了高效、准确的钻孔壁热响应模型。本文介绍了几种经典的竖直埋管钻孔外传热模型和钻孔内传热模型。其中,有限长线热源模型和准三维传热模型最能准确反映钻孔的实际传热过程。研究者们提出了一系列改进方法,以在保证精度的条件下加快有限长线热源模型的计算速度。用p-线性无量纲平均温度计算钻孔内热阻能进一步提高准三维模型的准确度。倾斜埋管是竖直埋管的一种特殊形式。钻孔轻微倾斜能有效减小钻孔间热流相互影响的程度,提高地埋管换热性能,从而节约钻孔域面积或缩短地埋管的设计总长度,研究倾斜钻孔的传热过程具有重要的现实意义。本文利用数学方法改进倾斜埋管的g-函数解析式,改进后的解析式计算速度更快。在中点温度和平均温度的基础上,提出了新的单孔钻孔壁代表温度。本文采用矩形脉冲热流近似表示实际地埋管中不断随时间变化的热负荷,并引入单位矩形脉冲热流的热响应因子δ-函数,模拟变负荷作用下的钻孔内流体温度响应。为进一步加快计算速度,运用快速傅里叶变换(FFT方法)处理模型中的卷积。本文比较分析了几种热响应因子(g-函数、改进g-函数、δ-函数)的计算精度。结果表明:三种热响应因子都是有限长线热源的精确解,数值计算的误差主要与计算式是否具有奇异性,积分形式(一重积分或二重积分)以及积分区间的大小有关。同时,还对不同钻孔壁代表温度之间的误差和耗时进行了对比。进行长期模拟时钻孔壁平均温度计算耗时严重,而中点温度和新的钻孔壁代表温度计算快速。