地源热泵空调系统利用大地作为冷热源，通过中间介质在埋设于地下的封闭环路中循环流动，与大地进行热量交换，进而由热泵实现对建筑物的空调。与传统空调方式比较，地源热泵空调系统利用可再生能源，具有节能和环保的特点。它在欧美已有数十年的历史，近年来在中国受到广泛关注，并己开始得到应用。但是有关地热换热器的传热研究以及设计计算等方面的研究还很不完善，也缺乏相应的规范，这在很大程度上制约了地源热泵的应用。为了能够更好地分析地热换热器的传热过程、更好地将地热换热器与热泵机组匹配耦合起来，以便于设计合理、有效的地热换热器。本文在分析了现有传热模型局限性的基础上，通过钻孔壁将地热换热器的传热模型分为两部分：钻孔外的传热模型和钻孔内的传热模型。钻孔外的模型是在目前比较先进的有限长线源模型的基础上考虑了钻孔直径、远端半径和地面这一边界条件，建立了有限长柱源模型，弥补了线源模型和有限长线源模型的先天不足，使传热模型与实际更相符。钻孔内的模型采用目前比较先进的哈工大的准三维传热模型。应用分离变量法、格林函数法以及拉普拉斯变换法分别对钻孔外、内模型进行了解析求解，并应用有限元模拟出温度场，验证理论解的可靠性。本文的目的是为了能够设计出合理、有效的地热换热器。那么，地热换热器的传热研究必须和热泵机组的运行状况耦合起来。换热器内介质出口温度正是热泵机组冷凝端介质的进口温度，正是通过这一纽带，本文对地热换热器的设计计算编制了程序，为地热换热器的设计提供了依据。地源热泵在我国是一个新兴的科学研究领域，节能、环保、美化环境，有着广阔的发展前景，存在着广阔的空间，值得我们进一步的研究和试验。