地埋管地源热泵是一种高效节能的空调技术，已经广泛应用于住宅和商业建筑的供热、供冷工程。地埋管换热器的尺寸和换热性能，将直接关系到系统的初投资和运行成本。针对地埋管换热器的研究任务要求，论文首先在南京河西地区进行了实地热响应试验，从而获得完整和准确的土壤数据。基于已有的实验数据，建立了单U形和双U形地埋管换热器实际尺寸的三维数值解模型，对其进行了非稳态数值计算。通过与热响应测试结果的对比，验证了该模型的准确性。影响地埋管换热器换热性能的因素有很多，利用所建立的三维数值解模型对单U形地埋管换热器换热性能的影响因素进行了分析，并对两种换热器的换热性能差异进行了对比。适宜的周围土壤温度场，是确保地埋管地源热泵换热器髙效运行的基础，而地下水渗流也有利于地埋管换热器的高效运行。根据南京河西青奥村地区长期监测站孔位实际布置，建立考虑地下水渗流的二维单井模型，通过与长期综合运行实验结果的对比，验证模型的准确性。结果表明，地下水渗流速度对管群周围土壤热积累有很大影响，地下水渗流速度越小，影响越大，当地下水渗流速度小于10-6m/s时，必须考虑热积累问题。为研究地埋管换热器系统常年运行时管群周围土壤的热积累问题，根据实际的工程项目，建立了管群周围土壤传热的二维数值解模型。在纯导热和兼有地下水渗流条件下，对系统双向间歇运行模式下土壤的热积累问题进行了研究。本文的研究将使地埋管地源热泵的设计计算及工程应用更加合理化，并为地埋管地源热泵系统髙效、稳定、可持续运行提供了理论基础。