地源热泵系统是一项以节能和环保为特征的最具有发展前景的空调技术,是国际空调和制冷行业的前沿课题之一。推广和应用地源热泵的关键技术之一是完善地下换热埋管的传热模型,使其更好的模拟地下换热埋管的真实传热过程。本文对国内外研究发展现状和几种典型的垂直换热埋管传热模型进行了总结,针对大连地区板岩这一特有地质条件,对垂直U型埋管式土壤源热泵地下换热埋管周围温度场传热特性进行了分析。文中首先研究了土壤温度分布特性,确定了大地原始温度分布的计算式;针对大连地区地下75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,模拟结果与测试结果相符合;然后建立了垂直U型埋管式地源热泵地下换热埋管周围土壤温度场二维瞬态传热模型,模拟了冬季工况埋管出口水温及周围土壤温度场的分布情况,模拟结果与实验值相吻合;进一步从理论上分析了回填土导热性能、管材、管内流体流量以及热泵系统不同运行方式等各种因素对地下换热埋管传热性能的影响,并研究了大连地区土壤条件下换热埋管传热的热作用半径:接着在此基础上建立了三维瞬态传热模型,模拟了夏季热泵系统在不同运行方式下换热埋管周围土壤温度场的变化情况,模拟结果与实验结果相符;最后对这两个传热模型的模拟结果进行了比较。计算表明间歇运行工况对地温的恢复十分有利,通过控制地源热泵的间歇运行,可达到土壤温度的恢复,提高地热能的利用率,从而可减少地下换热井数,最大程度地发挥地能换热系统的换热能力。