相变材料回填地埋管技术在增强传热和减弱对周围环境温度影响方面的作用已被广泛证明,然而由于相变材料的低导热性以及难以定型等特点,相变回填技术仍处于初步研究阶段。本研究制备膨胀石墨复合的癸酸-月桂酸相变材料以解决低导热和渗漏问题,并通过数值模拟探究在不同参数下此相变回填系统的可行性。在材料方面,制备了不同癸酸与月桂酸比例,以及不同膨胀石墨比例的相变材料,DSC热分析、渗漏实验及微观观察。结果表明,在癸酸与月桂酸质量比例为65:35混合酸达到低共熔点,膨胀石墨与脂肪酸比例为10:100为最佳膨胀石墨吸附比例。在性能模拟方面,本文建立并验证了相变及非相变回填的单U型地埋管换热器传热模型,因此分析相变回填可行性。通过模拟回填中相变材料体积分数为0%及30%-70%的地埋管系统传热,分析回填中相变比例的变化对换热性能、温度恢复、PCM利用及恢复率的影响,探究适宜的相变回填比例。研究表明相变材料体积分数宜控制50%以内。此外,对比不同流动雷诺数下(15000,20000,25000,30000)相变及非相变回填系统的换热性能及温度场变化,研究表明相变回填系统中在较高的流动雷诺数工况下运行时间应缩短。为了探究适宜运行模式,本文模拟了在不同相变回填含量下,启停时间比分别为8:16,10:14,12:12的运行模式下埋管的换热性能,及低频间歇(每运行12 h关闭12 h)与高频间歇(每运行4 h关闭4 h)模式下埋管的换热性能对比。结果表明高启停比下系统换热量随时间下降较快,且高相变回填含量的系统在高启停比下长期运行会使相变材料利用率明显降低。相变回填系统在高频间歇模式下换热量明显高于低频间歇模式,但温度恢复及相变材料固化恢复性能较差,因此不适用于此模式。