地源热泵系统利用浅层地热能对建筑物进行供热与空调,具有良好的节能与环境效益,近年来在国内得到了日益广泛的应用。垂直埋管地源热泵系统以其优良的性能和广泛的适用范围,逐渐成为地源热泵供热制冷技术中的主导形式。由于地埋管换热器传热问题的复杂性和实际工程所涉及的地质和气候条件以及建筑空调系统的多变性,对地埋管地源热泵系统的理论探索还尚未完成。地源热泵技术由于其初期投资费用较高,其推广应用一直受到限制。地下换热器的设计直接决定着整个系统性能的优良与否。地下换热器钻孔回填材料的性能直接影响着地下换热效果和地源热泵的初期投资。高性能的回填材料可以增强地下换热效果,同时降低地下钻孔的深度,减少了地源热泵系统的初期投资。本文对地埋管换热器钻孔的回填材料的性能进行了总结,通过对比回填材料应具有的各项性能选择水泥、石英砂、膨润土、减水剂、膨胀剂为原料,对不同配比回填材料的导热系数、流动性、膨胀性和抗压强度进行测试,通过室内试验,优选出回填材料中各种原料的配比。本文得出以下结论:(1)地埋管地源热泵换热器钻孔回填材料应该在满足现场施工可行的基础上具有较高的导热性,以提高地下换热能力。(2)水泥基回填材料较传统回填材料具有良好的性能,本文通过实验得出回填材料的最佳水灰比为0.55,最佳砂灰比为2,通过加入外加剂可以使回填材料具有良好的性能以适应地源热泵系统的要求。(3)本文通过室内试验,得到了一组适宜回填材料配比,该配比的回填材料与传统的回填材料相比可以降换热器长度降低7%左右。(4)通过地源热泵设计软件模拟,回填材料的最佳导热系数应该稍高于或等于周围岩土体的导热系数。(5)高性能回填材料可以通过减小地埋管钻孔深度降低地源热泵的初装成本以及地源热泵后期的运行维护费用。