地埋管换热器的换热性能是地源热泵系统高效运行的关键。地埋管内的换热过程与周围岩土层的物理、热物性密切相关,不同岩土岩性的导热性能差异很大,若地层中存在地下水渗流时也会影响周围岩土体的热传导过程。目前,将地埋管周围岩土体视为均质体的方法不够准确,因为地层的物性不均匀性会极大影响管内传热过程,从而影响地埋管换热器的换热效率。地下岩土体结构分层中地埋管的换热性能研究,能更加细致地刻画出不同岩性结构、不同水文地质环境对地埋管换热器换热性能的差异,可以有效地指导地埋管钻孔深度,找出优势换热层,从而合理设计地埋管管长,降低初期投资成本,保证系统安全有效地运行,对地源热泵系统的设计和运行都有着重要的作用。本文依托徐州和南通的实际工程,针对两个地区中地埋管换热器所处岩土体的不同地质组成,和有无地下水渗流的不同地层情况,开展了多组分布式热物性测试实验,采用现场实测和理论分析的方法,对不同地质结构分层中地埋管换热性能进行了研究。首先,论文比较了不同的地层地质结构中地埋管换热性能的差异,求解了各层的分布式热物性参数。根据试验结果发现,地埋管换热性能随深度是动态变化的,管内的换热能力受该层周围岩土体的岩性、地下水渗流因素的影响,常规将地下岩土体视为均质体来指导钻孔深度和埋管长度的方式不够准确。其次,分析了不同流速、深度、进水温度、间歇性运行方式、埋管形式对地埋管换热器的影响,试验结果发现,不同的地层结构对不同运行参数的变化幅度是不同的,说明地层结构分层的差异性,不仅会在地源热泵系统初期投资和设计时,影响地埋管换热器的换热能力,还会在地源热泵运行过程中,影响运行参数的合理选择。最后,不同的岩土性质,地下水渗流的地层,换热投资成本是不同。徐州鼓楼地区100m内地埋管换热性能自上而下由弱变强,南通市通州区地埋管换热性能100m内随深度的增加呈“两头小,中间大”的特征,岩土体导热性较好的地层、存在地下水渗流的地层更有利于地埋管换热性能的提高,经济性更好,是利于开发和利用的优势换热层。