在传统化石能源日益枯竭的当下,充分利用清洁可再生能源已成为当务之急。地热能作为一种重要的清洁可再生能源应该受到更为广泛的关注。而地源热泵技术作为开发利用地热能的热门技术,利用该技术可以加快我国开发利用地热资源的进程。地埋管换热器作为地源热泵系统中与外部土壤进行换热的主要部件,研究什么因素可以强化地埋管换热器的传热特性对于更好地利用地源热泵技术具有重大的意义。本文利用数值计算的方法对土壤源热泵地埋管换热器的换热性能进行了研究。对比了单、双U型地埋管换热器的换热能力,分析了进口速度、埋深以及管间距对于双U型地埋管换热器换热性能的影响。双U型地埋管换热器的总换热量与进口速度成正相关。当双U型地埋管的进口速度由0.4 m/s增加到1.0 m/s时,其总换热量提升了124.12%。双U型地埋管换热器的总换热量与埋深成正相关关系,而单位长度换热量与埋深呈现负相关关系。当埋深由80 m增加到140 m时,双U型地埋管的总换热量增加了58.21%,单位长度换热量则降低了9.58%。基于双U型地埋管换热器模型,研究了使用纳米流体作为地埋管换热器的工质对其换热能力的影响。分别比较了纳米流体的体积分数、种类以及颗粒直径对地埋管换热器换热性能的影响。在纳米流体的体积分数为4 vol.%时,地埋管换热器的换热能力最强。对比了6种不同种类的水基纳米流体对地埋管换热器传热特性的影响,发现使用水基Cu纳米流体为循环流体的地埋管换热器传热性能最优。比较了不同纳米颗粒直径对地埋管换热器传热特性的影响,地埋管换热器的总换热量随着纳米颗粒直径的增大而增大。采用双U型波节地埋管换热器代替传统光滑管来增强地埋管换热器的换热性能,分析了波节管的节间距、节半径以及节形状对于其自身换热性能的影响。随着波节管节间距的减小,波节管的总换热量持续上升。当波节管的节间距从4 m减小到1 m时,波节管的总换热量增长了9.28%。波节管的总换热量与波节管的节半径成正相关,当节半径由10 mm增长到30 mm时,波节管的总换热量提升了9.79%。截面为半圆形的波节管的传热性能要优于截面为三角形和梯形的波节管的传热性能。研究了地下水渗流速度以及地下水温度对地埋管群传热性能的影响。地埋管群的单井总换热量与地下水渗流速度成正相关,与地下水温度成负相关。在进行地埋管换热器安装选址时,应尽量选取地下水流速较高而地下水温度较低的区域。