地源热泵是指利用岩土体、地下水或地表水的低温位热能和蓄热性能的一种热泵系统。在中国，其研究起步于20世纪80年代，进入21世纪后，才进入高速发展应用的阶段。对地埋管换热器进行合理有效的设计是地源热泵系统高效运行的前提条件，同时也是降低系统初投资和运行费用的有效途径。本文综述了国内外地埋管换热器的设计计算方法的发展过程和研究现状，其中包括地埋管换热器与周围岩土体之间的传热分析和地埋管换热器的设计参数的研究现状，为后面的研究工作奠定理论基础。本文的主要内容包括：第一，指出了传统地埋管换热器的设计计算方法存在的问题，提出了一种基于钻孔准三维传热模型，并耦合了系统设计参数的新设计计算方法。第二，定性分析了建筑动态负荷特性、热泵机组性能特性及地埋管换热性能对系统性能的影响；基于单U形钻孔内准三维传热模型，分析了不同地埋管设计进液温度、流量、钻孔深度等对地埋管换热器换热能力的影响。第三，综合考虑建筑动态负荷特征，基于变热流圆柱源理论建立了地埋管地源热泵空调系统的运行模拟模型，并基于上述模型分析了不同设计方式下的热泵能耗。第四，结合经济性评价指标—单位井深换热成本指数，基于上述系统的运行模拟模型分析了不同设计方式的经济性。第五，结合全文的分析，给出了某些设计参数的推荐值。本文鉴于传统地埋管换热器的设计计算方法存在的问题，综合考虑设计参数对系统性能的影响以及参数间的相互作用，基于单U形钻孔内准三维传热模型，提出了地埋管换热器的耦合设计计算方法以及求解过程。同时基于变热流圆柱源理论建立了地埋管地源热泵空调系统的运行模拟模型，分析了不同设计方式下的热泵能耗和经济性，并给出了某些设计参数的推荐值，为以后的工程设计提供具有一定价值的参考。