地下埋管换热器是土壤源热泵系统的重要组成部分，它与周围土壤之间的传热是一个复杂的、非稳态的传热过程，是土壤源热泵技术的关键。但是在地埋管设计上，工程上经常采用“单位延米换热量”来计算土壤源热泵系统所需要的地埋管长度，忽略了地下土壤的实际环境和钻孔内U形管的几何配置对换热器传热的影响，经常会造成埋管长度的不合理设计，导致整个土壤源热泵系统的效率低下。为了对地埋管进行合理化设计，本文对地埋管换热器的仿真工具进行研究，该仿真工具可以根据钻孔和土壤参数以及建筑物负荷来计算实际的极值进口流体温度和系统所需要的最小地埋管长度，为减少工程初期投资做了有益的探索。在仿真工具设计之前，对传热模型、管长计算中的不确定性参数以及短时步快速计算方法进行研究。本文的研究工作主要包括:　　1.对仿真工具所使用的传热模型进行研究，以钻孔壁为界，将换热器的传热区域分为钻孔内和钻孔外两个部分，利用有限长线热源法建立钻孔外传热模型，并通过G函数计算钻孔壁的平均温度。　　2.为了分析仿真工具各输入参数对输出结果的影响。对三维传热模型进行数值模拟，分析了循环液体流速、回填土热物性等对土壤源热泵系统地埋管换热的影响。　　3.为优化地埋管设计，使仿真工具能更准确地计算设计管长，对地埋管管长计算中的不确定性进行研究，提出了一种能计算这种不确定性因素的方法，并分析了各个不确定性参数对地下换热器长度计算的定量影响。　　4.对仿真工具的设计方法进行研究，包括热泵模型的建立和极值负荷响应的计算。改进了集合负荷算法，加快计算速度的同时，也减少了集合负荷造成的误差。对输入参数及相关数据进行归纳和总结，通过工程实例介绍了仿真工具的模拟过程，并对计算结果进行分析，对比计算数据和工程数据验证了仿真工具的可靠性。