能源和环境问题是当今世界各国面临的重大问题,特别是随着北京申办2008年奥运会的成功,清洁能源地利用问题更成为我们面临的重要课题。地源热泵作为一项高效节能、绿色环保型的空调技术,在国外已成为一种广泛采用的供热空调方式,而在国内正处于研究和应用推广阶段,有着巨大的发展潜力。垂直深埋U型管式地源热泵以其占地面积少、可用范围广、灵活性较高、恒温效果好、换热效率高、维护费用低等众多优势,日益流行。文中首先研究了土壤温度分布特性,并针对广州地区地下60米以内土壤温度分布进行了模拟计算,分析了土壤温度的变化规律。然后建立了垂直U型埋管式土壤源热泵地下换热埋管周围土壤温度场的三维稳态传热模型,模拟了冬季工况下埋管出口水温及周围土壤温度场的分布情况。再由数值模拟和工程实地测试的方法,进一步确定不同水流量、不同岩土导热系数对地下换热器出水温度的影响程度,分析不同的回填材料、运行方式及不同的埋管间距对地下换热器传热性能的影响,为土壤源热泵系统长期高效运行提供了理论参考。此外,本文还通过对土壤源热泵系统的动态冷热负荷的变化,对地埋管设计尺寸的影响进行了进一步的计算和分析。课题选用DeST软件对广州某实际工程进行了全年动态负荷计算,在全年逐月总冷热负荷及逐月冷热负荷峰值计算结果的基础上选用ASHRAE推荐使用的地源热泵设计模拟软件GLHEPRO 3.0来进行30年运行模拟,分别对地下换热器尺寸的主要影响因素进行了系统性的综合分析,以期为地源热泵在我国的推广应用提供建议和参考。