桩基螺旋埋管换热器作为地源热泵系统一种新的地下埋管换热类型，它不仅具有传统地源热泵系统的诸多优点，而且还大大缓解了土壤源热泵系统由于钻孔多而造成的初投资过高、占地面积较大等问题[1]。所以，掌握桩基螺旋埋管换热器的换热性能、得到土壤源热泵系统的设计参数就具有重要意义。到目前为止，桩基螺旋埋管的换热性能以及设计参数还十分缺少。在此背景下，本文建立桩基螺旋埋管换热器的三维数值分析模型，并验证了模型的正确性。计算分析了管内流体速度、螺旋管节距、土壤热物性、入口流体温度以及灌注回填材料对桩基螺旋埋管换热器换热性能的影响，得到了不同工况下桩基螺旋埋管换热器换热性能的变化规律。结果显示，桩基螺旋埋管的设计流速、螺旋管螺距以及入口水温都不宜过高；通过土壤热物性的分析可知桩基螺旋埋管换热器在重庆地区有很好的推广意义；灌注回填材料的数值模拟则体现了不同的回填方法和不同的回填材料对桩基螺旋埋管换热器换热性能的影响。并得到了桩基螺旋埋管换热器夏季排热工况下的换热性能。建立了单U和双U垂直埋管换热器的三维模型，通过与热响应测试实验结果相比较的方法验证了模型的正确性。考虑到实际工程应用中灌注回填材料的不同，在相同的边界条件下和土壤物性下，通过分析出口流体温度和单位井深换热量比较U型埋管换热器和桩基螺旋埋管换热器换热性能的差异。结果表明：桩基螺旋埋管换热器的单位井深换热量要远大于钻孔埋管，从换热性能的角度证实了桩基螺旋埋管的优势。在桩基螺旋埋管无法满足建筑冷热负荷的情况下，通过比较桩基螺旋埋管换热器辅以双U埋管、单U埋管换热器和双U型埋管换热器的初投资，得出了作为一种新型埋管形式的桩基螺旋埋管换热器在经济性方面的优势。本文的结果表明利用地下桩基埋设螺旋管不论是换热性能还是经济性都具有优势，为桩基螺旋埋管换热器的工程应用提供了参考。