地源热泵作为以浅层地表为冷热源进行制冷或供热的空调形式,是一种清洁的,可持续的能源利用方式。作为地源热泵的一种——土壤源热泵,是以土壤作为冷热源,较其它形式地源热泵有着污染周围环境最小和不占用水资源的优点,是一种倍受关注的可再生能源技术,近年来在我国逐步得到推广。作为土壤源热泵的核心组成部分——U型地下埋管换热器的换热性能影响因素很多,其传热性能的优劣又直接关系着土壤源热泵效率的高低。对于这方面的理论及技术还在不断的进行深入研究,本文针对该问题从管道形状及地下土壤渗流的影响入手进行了较为深入的研究。本文首先以西安地区为例,对西安地区地源热泵系统的适用性进行了分析,说明土壤热交换器地源热泵在西安地区有着广阔的应用前景。本文通过CFD流体模拟软件,对不同管型的U型地下埋管换热器(波节管和光滑管)进行几何建模及数学建模,对不同工况,不同土壤条件下与周围土壤换热的效果进行了数值仿真模拟,得出U型地下埋管换热器与周围土壤环境的温度场。通过分析模拟结果认为改变管型可以增加U型地下埋管换热器内冷却水的扰动,从而增强了U型埋管换热器与周围土壤的换热强度,提高U型地下埋管换热器的换热效率。此外,本文通过将土壤考虑为多孔体,模拟两种管型在存在土壤渗流情况下的换热规律,通过数据表明土壤渗流也是影响U型地下埋管换热器换热性能的重要因素。它可以改善地下土壤的温度环境,从而提高U型地下埋管换热器与土壤的换热效率。由于土壤温度场的变化梯度沿渗流流动方向较大,U型地下埋管换热器的布置应考虑这一因素的影响。这对今后因地制宜的设计及布置U型地下埋管换热器具有借鉴意义。