地源热泵（GSHP）是以大地为热源的高效节能的新型绿色空调技术。在当前国际上对环保和充分利用可再生能源可持续发展的大势倡导下，地源热泵在国内外供热制冷工程中得到了极大的重视和发展，在欧美国家已进入产业化大规模应用阶段。地源热泵按热源形式的不同可分为三类：土壤源热泵、地下水源热泵和地表水源热泵。土壤源热泵以土壤作为热源和热库，避免了水源热泵造成的水质污染和地质结构破坏，使用范围广，成为理论研究的重点。地下埋管换热是该项技术的核心和应用基础，同时也是研究的难点和关键。模拟计算与分析作为一项有效手段，改变了现场实验投资大、风险高以及有限可操作性的局限，可节约大量时间和成本，提高效率。随着计算机技术和计算方法的发展，复杂的工程问题可采用离散化的数值计算方法并借助计算机得到满足要求的数值解。在工程领域中应用最广泛的数值模拟方法是有限单元法，有限元计算结果已成为各类工业产品设计和性能分析的可靠依据。对土壤源热泵地下换热的模拟，国外主要集中在建立数值传热模型，通过编制计算机程序求解以及开发分析软件平台上；国内多数局限于针对某一实验系统建立相应传热模型，模拟该系统运行情况，将模拟值与实测值相比较，得出模型合理适应的结论。以上研究主要围绕单热源形式分析，对多热源形式开展模拟计算的研究甚少。随着土壤源热泵应用规模的扩大和地能利用技术的深入发展，对多热源形式地下换热的研究是一项具有重要意义的工作。本文提出群井技术概念，对群井多热源地下换热过程多元性复杂特征进行模拟分析。常见的地下换热器传热模型的理论基础主要有线源理论和柱源理论两种。文中介绍了几种典型模型，通过理论分析探讨了各自特点，给出了对应的结构图。当只考虑土壤内传热时，常用的套管式模型和U型管模型均可简化为圆柱井模型，而且圆柱模型较线源模型更接近实际情况，所以本文选择有代表性且计算简便的圆柱井模型作为理论基础。采用有限元传热分析平台建立群井多热源传热模型,在16m×16m区域内采取顺排25和叉排40两种方式布井，其中各单井结构尺寸相同。对模型采用自适应网格划分方式，井壁附近温度变化剧烈的地方单元尺寸较小，其余地方按比例放大。经试算后井壁处单元尺寸取5cm，边界处取20cm，在区域内网格自动生成。这样，无须增加单元和节点数即可提高计算精度。根据地温分布的一般规律结合实验地区实测结果，确定模拟计算初始条件，即定义初始均匀温<WP=70>度场原始温度。忽略热短路影响并将输出功率看作恒定，以热流密度作为载荷，向井壁单元加载求解。对群井供热模式的不同工况地下换热过程进行模拟，讨论系统的初始温度、运行模式（连续、间歇）、井径、热负荷、排列布置形式、间歇循环周期、强化传热回填物等变化对周围温度场分布的影响，提取系统运行结束时刻的节点温度进行结果后处理，生成温度场图。对群井周围土壤温度场温变特性进行分析，得出以上各参数变化对群井传热过程、系统运行性能和地能利用整体情况的影响规律。（1）群井系统运行时，各单井周围温度变化规律与相同条件下的单井系统运行时周围温度变化规律相近，不同之处在于群井间可能发生传热交互影响，引起整个布井区域温度场变化。随系统在供暖工况下运行，整个温度场温度总体趋势下降，且逐渐趋于平稳。（2）大地初始温度是决定土壤源热泵运行的重要因素，模拟供暖工况，计算过程中将初始温度提高1倍（12℃→24℃），系统运行至约定极限温度停机时，运行时间和输出总热量增加约24倍；整体温度场降幅明显，地能利用更加充分；换热过程中地温下降平缓，系统运行性能提高。（3）采用间歇运行模式优于连续运行模式，在停机间歇阶段地温得到恢复，减缓了温变的单调趋势，使系统有效工作时间延长，地能利用范围扩大。小循环周期运行的系统，因为地温恢复及时，有效工作时间和系统运行效能均高于大循环周期运行的系统。（4）在输出相同功率条件下，增大井径使井壁单位面积热负荷变小，井壁周围地温变化趋缓，有利于系统更长时间保持较高COP运行。大负荷运行时，井径影响尤为明显。（5）对不同井径系统改变负荷运行，由计算结果可知，小井径系统负荷因素影响更加敏感。采用低负荷大井径方式有利于系统高效运行和能量利用，但不利于经济性的提高。（6）总体热负荷相同时，小间距密排布井使整体温度场变化明显，地域空间利用率提高，但应避免井间过分传热干涉。（7）选择高导热系数的材料对井孔周边进行回填，可提高井下换热能力，采用文中所选回填材料，与相应增大井径有近似效果。依据以上分析结论，对群井系统设计，运行控制方法和性能评价提出合理建议，为群井布控技术和群井适配奠定理论基础。在实际工程应用中，必须结合运行要求，经济投入等，充分考虑各因素的关联性，协调选择，优化设计。