地埋管地源热泵技术是一种高效的可再生能源利用技术,地埋管换热器的设计与性能是影响着系统可靠性和经济性的关键因素。目前在工程设计时,地埋管换热器的设计依据是国家标准中给出的半经验公式,该公式是基于上个世纪中期提出的简化解析模型推导得出的,工程实践效果表明,该方法存在较大的偏差,依据该方法设计的地源热泵系统经常出现初投资过大或者使用效果达不到要求的问题,限制了该技术推广应用,针对该问题本文从以下几个方面展开研究:首先,基于地埋管换热器传热机理建立数学模型,利用Fluent建立地埋管换热器三维数值仿真模型,并将其与热泵机组变工况性能计算模型进行耦合,构建了地源热泵全尺度三维数值仿真平台。基于相似理论搭建模型实验台,选取典型工况进行实验,将相同条件下的仿真结果与实验结果对比验证数值仿真模型的准确性。然后,以北京地区某建筑为研究对象,采用DeST软件计算该建筑典型年的逐时建筑负荷,据此依据现有的工程设计方法进行了系统设计,确定了地下埋管换热器及地上热泵机组的设计参数。将系统设计参数代入数值仿真平台,模拟计算系统的动态运行性能,将动态计算的地埋管换热器出水温度最大值与最小值与设计值比较,研究分析传统设计方法的设计误差及其误差的修正方法。最后,研究分析不同地质条件参数（土壤分层和渗流）、施工参数（回填材料的选取、钻井的布置、钻井深度）及运行参数下（管内流速）,传统设计方法对地埋管换热器设计误差的变化规律,分析其对系统运行性能和经济性的影响,在此基础上研究传统设计方法的修正方法。主要结论如下:（1）应用半经验公式设计地埋管换热器存在设计误差:本文中设计的地埋管换热器夏季最高出口温度相对误差为10.38%,冬季最低出口温度相对误差为-19.73%;（2）钻井间距和回填材料不易小于设计参考值,管内流速的选取值要严格控制:实际流速过大过小都会超出误差允许的范围;（3）地下水渗流对于地源热泵的设计参数影响较大,因此建议选取钻井地址时要进行实地勘探。本文研究有助于提高地源热泵埋管换热系统工程设计的准确性,进而提高地源热泵系统的节能性、经济性和可靠性,为地源热泵系统的推广应用提供有益参考。