地源热泵具有环保、节能和高效等优点，得到国家的大力支持了。作为地源热泵系统的核心，地源换热器由多根竖直U型地埋管构成。目前热泵系统传热模型研究多以单钻孔为对象。而多钻孔的模型依据格林函数法进行叠加得到。本文主要的工作：1.以有限长线热源理论为根据，采用格林函数法和虚拟热汇法，以四钻孔代表管群，建立了圆柱坐标系下管群的钻孔外传热模型。由g函数定义，推导出本文建立的四钻孔管群模型的g函数，采用数值模拟方法，将其进行改进，使其适用于短时间步。2.根据地源热泵系统的动态运行特性，利用本文建立管群模型，分析在实际运行中土壤温度场和换热器性能的变化。根据系统失效原理，分析了人为因素带来的系统失效情况，并根据现有的研究，提出了改进意见，3.以热响应实验为依据，构造一套保证出水口温度温度的实验系统。系统以两台热泵为制冷（热）单元，以西门子PLC为控制核心，以高精度巡检仪和上位机软件为监控模块。通过冬季制热（抽取地下热能）得到实验数据。4.根据实验和模拟数据的对比，验证钻孔外模型和钻孔内模型的准确性。