作为一项利用可再生能源的高效节能技术,地源热泵在我国有着较为广泛的应用。地埋管换热器是地源热泵系统的重要组成部分,它的设计合理与否直接影响到整个地源热泵系统的初投资和可靠性。影响地埋管换热器设计的主要因素是土壤热物性参数,这一参数多通过土壤热响应测试获取。现阶段,我国在土壤热物性测试过程中,大多数使用一维换热模型;该模型不考虑地下土壤实际存在的分层特性,同时也忽略地下渗流,在实际工程应用中往往出现热物性测试结果复现性差的问题,阻碍了地源热泵技术在我国的推广应用。本文在均值换热模型的基础上,分别建立竖直U型地埋管分层换热模型和渗流模型,对地埋管周围土壤热物性进行研究。首先根据双参数法编写了分布式土壤热物性测试程序,然后根据土壤的地质情况和渗流情况对地下土壤进行了分层,通过每层进出口水温变化情况拟合分布式土壤热物性参数值。将所求土壤热物性参数值带入ANSYS中建立的分层模型中进行仿真计算,通过比渗流工况与非渗流工况出口温度发现,系统运行48小时后,无渗流工况下分层物性参数与平均物性参数的出口温度相对误差为6.9%;渗流工况下分层土壤热物性参数与平均土壤热物性参数的出口温度相对误差为12.7%。由此可知在渗流工况下,分层热物性参数与平均热物性参数的模拟结果相对误差比非渗流工况下误差更大。为了进一步验证分层热物性参数值的可靠性,将实测孔的土壤热物性带入其中进行计算,计算结果显示,分层热物性参数出口温度和平均热物性参数出口温度与实测孔出口温度相对误差分别为2.7%和9.1%,单井换热量相对误差分别为2.6%和9.3%。由此可知,分层热物性参数值相较于平均热物性参数值而言更加接近土壤热物性参数真实值。若将此方法推广到土壤热响应实验中,将使热响应实验结果更趋近于真实的土壤热物性参数,从而有效降低地埋管换热器的初投资,进一步促进地源热泵技术在我国的推广应用。