随着社会经济发展水平不断的提升,人们对于健康舒适环境的需求也变高,因而导致我国每年在空调采暖上的能源需求量也在逐年递增。由于过去在能源利用方面的不平衡性,使得能源日益短缺。传统采暖方式已然不符合时代的要求,利用可再生能源进行制冷与采暖成为了未来发展趋势。随着科技的进步,地源热泵的发展也日趋成熟。作为一种利用可再生清洁能源的空调采暖技术,有越来越多的学者开展了对于地源热泵的研究。其中关于提高换热器的换热效率、减少对土壤温度场的影响,是诸多学者以及研究人员的主攻方向。本文通过结合位于黑龙江省兰西县的实际工程,开展了有关土壤源热泵在严寒地区运行方面的研究工作。首先对钻孔进行热响应实验,得到土壤热物性参数以及钻孔的取热能力。随后利用监测系统得到,在冬季供暖期间实际工程运行的数据,总结土壤源热泵在严寒地区供热期前后,土壤层温度以及其他参数的变化规律,并通过土壤恢复期温度的变化提出改变运行策略的想法。建立土壤源热泵单U型管的三维换热模型,根据实验结果验证模型的有效性,并对比分析间歇与连续运行两种策略对土壤温度场的影响。最后,建立管群换热模型,主要分析不同单管间距下对土壤温度场以及中心区域换热器效率的影响。利用此模拟对比分析连续与间歇两种方式经过长期运行后,在径向上的温度以及土壤温度场的变化。结果显示,长期运行后间歇方式的土壤平均温度下降了1.09%,连续方式下降了3.7%。在换热结束后,间歇方式的温度影响半径要远小于连续运行方式。通过管群的模拟结果发现,单管的距离对土壤温度场以及中心区域的换热效率是有影响的。在模拟运行6个月后,单管间距为5m、6m、7m的土壤平均温度分别下降了10.41%、9.44%、8.46%。而中心区域换热器效率相对于间距5m的模型分别提高了17.34%、29.5%。本文通过实验探究,总结出土壤源热泵在严寒地区的运行规律。通过数值模拟分析单U型管的不同运行策略、换热管群的不同钻孔间距对土壤的影响程度。通过以上研究能够为严寒地区,在土壤源热泵的运行策略、钻孔布置、土壤温度变化等方面提供参考。