传统土壤源热泵的理论、应用研究已经十分成熟,并且在我国的使用得到了快速的增长。本文在传统土壤源热泵的基础上,提出了一种新的使用方法。即在过渡季节或者湿度满足的条件下,关闭冷水机组,采用双U型地埋管换热器将土壤冷能直接供入室内,并在室内采用地板辐射进行供冷。本文以地埋管换热理论中的二维有限长线热源模型为基础,建立了双U型地埋管换热的非稳态数学模型,并对数学方程进行了离散,为了求解稳定性的需要,采用隐式差分的方式进行计算。针对室内侧地板辐射供冷,建立了完整的非稳态数学模型,该模型考虑了室外气象条件对于室内的影响,同样采用隐式差分的方式进行计算。上述数学模型均利用Visual Basic 6.0工具进行求解。通过对采用该系统的天津市天友建筑设计办公建筑的实测,验证了数学模型的正确性。本文利用所建立的数学模型对土壤冷源直供地板辐射供冷系统的运行特性进行了模拟研究。首先研究了直接供冷系统的供冷能力,建立了表征直接供冷系统供冷能力的指标及水泵模型,在此基础上研究了地埋管水流量、土壤平均温度、地埋管埋设深度对单井埋深取冷量的影响,以及土壤平均温度、供水温度对季节供冷系数的影响;然后研究了直接供冷模式和开启冷水机组模式下的土壤温度场随时间的变化情况;之后对所选的房间模型研究了影响地板表面平均温度的因素,研究了地板表面平均温度对人体热舒适的影响,研究分析了系统供冷小时数的影响因素;最后对直接供冷模式和开启冷水机组模式下的能耗进行模拟,结果表明直接供冷模式比开启冷水机组模式节能54%,为土壤冷源直供地板辐射供冷系统的运行特性及策略等方面的研究提供了技术储备和理论支持。