地源热泵是利用地下可再生能源的节能环保技术,近些年国内外对其研究和应用逐渐深入。其中,地下传热和能量的高效利用一直是其关键问题和焦点。本文研究旨在完善现有的模型,通过进一步考虑管内介质流动和传热,使模型更加实用化,计算分析更贴近的系统性能,探索地下系统的传热规律和指导实际工程应用。本文通过对套管式地下换热器传热过程分析,在已有套管式地下换热器传热模型基础上,考虑管内流动和传热,提出了集管内流动与土壤导热相耦合的传热分析模型。该耦合传热模型更实际地考虑到管内流动所引起的对流换热以及流体与土壤之间的导热。模型计算应用有限元数值计算方法,对地下换热过程模型函数进行离散处理,实现计算和分析。通过模型计算和结果分析,系统地阐述了连续运行模式和可变负荷间歇性运行模式的地下传热特性,以及各种主要因素的影响,如埋管管径组合的影响、流体流速的影响、流体介质的影响、土壤热物性的影响、土壤初始温度的影响等。其中,系统分析换热过程的管内流体和土壤温度的时变特性和温度场分布。该研究工作为拓展地下传热理论和指导实际工程奠定一定基础。