随着各类化石能源的开发利用,空气污染问题日趋严重,在此背景下,储量丰富、无污染、持续稳定的地热能脱颖而出,地热供暖更成为了人们越来越关注的话题。伴随着地热技术的不断发展,依靠200-3000m的中深层地岩热能实现建筑供暖已成为了地热供暖领域的新研究方向。目前提出的无干扰地岩热能梯级利用系统实现了以中深层地岩热能为热源的建筑供暖目标,但其地热利用效率不高。为提高系统的地热利用效率,本文针对地热供暖项目实际工况,通过TRNBuild软件计算了供暖建筑的逐时热负荷,搭建了基于TRNSYS软件的无干扰地岩热能梯级利用仿真系统,经过与实际监测数据对比验证,其仿真结果与实际供暖情况基本吻合。以无干扰地岩热能梯级利用仿真系统为模拟试验平台,得出了不同结构参数对中深层同轴地埋套管式井下换热器出口温度的影响规律,并对中深层同轴地埋套管式井下换热器从设计和结构参数两方面进行优化,使其出口温度提高了8℃。此外,分别模拟研究了地热井回水温度和地源侧循环流量等运行参数对无干扰地岩热能梯级利用系统供暖的影响规律,并依据取热量、热泵COP、系统耗电量三个评价指标,对其进行了优化分析,为无干扰地岩热能梯级利用系统实际供暖的运行参数设定提供了参考,具有一定的工程实际意义。