随着居民生活水平的不断提高,能源消耗逐年上升,环境污染日趋严重。土壤源热泵技术绿色节能的特点使其在建筑节能产业发展中扮演越来越重要的角色。但目前国内外对土壤源热泵的研究中,将建筑负荷、热泵机组和地埋管换热器结合起来进行动态分析和模拟的较少。且当前对于地下土壤部分的模拟研究大多过于简化,忽略了地下土壤分层和地下水渗流的影响。本文通过编译UDF程序,建立高还原度的地下三维管群模型,可以很好的解决上述问题。首先,以哈尔滨某典型建筑为对象,利用DeST模拟得到其室内逐时负荷,分析负荷,设计埋管尺寸,布置管群;根据负荷选定机组,利用Matlab拟合得到机组性能曲线,并进行理论分析,通过编译UDF程序将热泵机组动态能效比引入地埋管换热器的数值计算中,实现地上机组与地下埋管换热器的动态耦合。其次,在查阅众多文献并依据前人提出的三维模型基础上,构建了数学模型与物理模型,利用ICEM CFD划分了三类高还原度的全结构化地下三维管群模型,一种为均匀单物性地质结构模型,一种为非均匀三层不同物性地质结构模型,一种为非均匀含渗流的三层不同物性地质结构模型。在Fluent中分别进行边界条件和初始条件的设置,并与文献中的实验数据进行对比,验证了所建模型的科学性。再次,根据编译的UDF程序和所建立的均匀土壤模型,对土壤源热泵系统在不同土壤导热系数下进行了全年模拟仿真,对不同时间、不同深度的土壤温度场进行了深入分析,量化了土壤源热泵系统在不同土壤导热系数下的运行特性参数。为了缓解均匀土壤热失衡的问题,在供冷季引入太阳能补热技术,对比了补热前后均匀土壤温度场和系统运行参数的改变。从次,根据编译的UDF程序和所建立的分层土壤模型,对土壤源热泵系统在分层土壤模型下进行了全年模拟仿真,对比了均匀土壤和分层土壤的地下温度场分布,量化了土壤源热泵系统在两种土壤类型下的运行特性参数。为缓解分层土壤热失衡的问题,在供冷季引入了太阳能补热技术,对比了均匀土壤和分层土壤补热前后土壤温度场和系统运行参数的改变。最后,根据编译的UDF程序和所建立的渗流土壤模型,对土壤源热泵系统在不同渗流速度下进行了全年模拟仿真,对比了无渗流和不同渗流速度下的土壤温度场分布,量化了土壤源热泵系统在不同渗流速度下的运行特性参数。为了考察补热对土壤热失衡现象的影响,在供冷季引入了太阳能补热技术,对比了补热前后渗流速度为0.5m/d的土壤温度场和系统运行参数的改变。本文对于评价复杂地层下的地埋管换热性能,为严寒地区土壤源热泵系统的优化运行以及采取技术措施改善土壤取放热量不平衡的不利影响提供了参考。