严寒地区热负荷大、冷热负荷不平衡率高的特点严重限制了该区域浅层地热能供暖的应用,且随着钻探技术的进步与钻井费用的降低,采用中深层土壤源热泵系统利用地热能供暖越来越受到关注。但国内关于中深层土壤源热泵系统的研究主要集中在数值模拟,没有实验数据的支撑,缺乏说服力。且因为我国严寒地区独特的气候特点,中深层土壤源热泵的研究不能照搬国外经验。为此,本文以哈尔滨某中深层地热能供暖项目为基础,采用实验研究方法,研究严寒地区中深层套管式土壤源热泵供暖系统的地源端的供给能力,包括中深层套管式地埋管传热特性分析、地源热泵运行模式分析、地埋管换热区域土壤温度热响应规律,为中深层土壤源热泵在我国的应用提供理论基础与技术指导。中深层套管式地埋管传热特性方面,采用单一控制变量法对管内循环流量、地埋管埋深、地埋管取热时间进行实验研究。发现流量增加,地埋管进出水温差降低,换热量增加但增速逐渐放缓,直至最后恒定。因此在特定工况下,地埋管存在换热上限,实验工况下,1000m换热量为65kW时已经不随流量的增加而增大,1200m为100kW。埋深方面,地埋管埋深越深,换热量越大,出水温度越高。当总换热量一定时,多根浅层地埋管的埋管总长度大于单根深层地埋管。机组运行模式方面,分析了间歇模式地源热泵三种运行份额下机组、地埋管与供暖末端的变化。发现间歇运行份额越大,热泵制热量越大,机组能效比、出水温度越低。机组工作状态的切换反应到供暖房间温度的变化有2~3h的延迟。换热区域土壤温度响应方面,发现机组取热时,土壤温度逐渐衰减直至最后达到稳定温度,土壤深度越大,温度衰减幅度越高,到达稳定温度需要的时间越久。机组停止取热后,土壤温度逐渐回升直至恢复到初始状态。与取热时土壤温度衰减至稳定温度先后顺序一致,浅层土壤先恢复到初始温度,土壤位置越深,温度恢复到初始状态需要的时间越久。