本项目属能源与环境技术领域。
随着可持续发展和节约型社会建设要求的提出，优先利用可再生能源，合理利用资源成为能源利用的基本原则。地源热泵是一种利用低品位可再生能源的热泵技术。然而由于国内相关技术的不够成熟，在实际推广应用中出现了浅层地热能利用适应性等等的问题。体现在：前期设计环节不够完善、冷热失衡、综合能效不理想等问题，使得土壤源热泵系统节能效益不明显；地表水热泵应用较少，设计依据和系统集成技术缺乏、施工技术不完善等问题。另外，热泵还存在出水温度偏高时效率急剧下降等等问题。
针对国内地源热泵工程应用设计依据不足，基础性工作亟需补充以及热泵技术与设备落后的情况，在国家自然科学基金及其国际合作项目、高等学校博士点基金、上海市科委重大技术攻关项目、上海市科委世博科技专项等基金的支持下，系统开展了地源热泵应用环境勘测、设备研发、工程设计和系统评估的理论和关键技术研究：①通过理论分析和实验研究，对地源热泵新型工质进行探究，开发了工质物性分析与临界热泵热力学计算程序，，首次提出了可"一机两用"的HFC125工质临界热泵，分析了HFC125以及HFC125/HCs混合工质热泵系统的性能特性；②优化原有过于简化的土壤热物性模型与计算方法，研制了便捷、稳定、高精度的新型土壤热物性测试仪；③针对离散化数值计算模型存在的问题，结合有限长线热源模型的优点，提出了地源热泵地下埋管数值线源综合模型，从而更为快速准确的模拟地源热泵地下埋管的热响应；④通过研究滞流型地表水体换热规律，并耦合室内负荷和室外气象参数，创立了地表水源热泵的三维动态水体温度模型，提出了上海地区不同深度水体的最大承载负荷指标限值；⑤建立了不同换热盘管管型的三维模型，提出了地源热泵经济性评价的动态方法，并统筹地表水体模型、盘管换热模型和水体承载能力模型，开发了地源热泵系统设计软件。
项目成果历经15年完成，形成了拥有自主知识产权的关键技术：取得发明专利2项，公开发表论文34篇，培养博士和硕士12人。本项目实现的关键技术突破和集成创新成果不但应用到了有重要影响力的大型公共建筑，如上海世博文化中心、世博轴、淀山湖东方绿舟示范工程等，而且还应用到了超大型的住宅小区项目，如22万m2的中企誉德江阴住宅、朗诗绿色街区等代表性项目，为上海乃至全国地源热泵的应用提供了关键技术支撑和示范，科学地指导了工程应用。项目应用取得了巨大社会影响力，如新华网对世博轴和文化中心等建筑进行专题报道，称它们"被誉为中国建筑业引领科技潮流、充满"智慧"的建筑"。据不完全统计，项目应用的建筑面积超过122万平方米，创造产值5.08亿人民币，每年直接节约标煤超过5142 tce，减少二氧化碳排放超过12858t。