地源熱泵機組實際就是用于填充地下換熱器與地層之間的填充材料，是將在鉆孔過程中所排出的地層的土或巖石進行回填，以獲得與地層相一致的導熱性能。但是由于施工過程的影響，這些排出的巖土體受到了擾動，已經發生了本質性的改變，不具有與原有地層參數相同的性能，所以這種做法具有很強的局限性。一般來講，回填材料可以用與地層相近的材料，如膨潤土、水泥、砂等充填、夯實。這樣既方便又有效，而且已經在許多工程案例中得到了有效的利用。
直接采用膨潤土與水泥混合，它們成型后，具有很強的可塑性。而且由于膨潤土自身的吸水膨脹性，這種情況下形成的塊一段時間后,由于失水產生嚴重收縮并開始出現大量的裂縫而無法測量其導熱系數。所以在實際工程應用中 , 直接采用這兩種物質混合，不適于用作回填材料。
膨潤土中加入一定量的細砂后的混合物，導熱系數隨著砂的加入量的增加而呈現非線性增加，但隨著砂的加入量的增加 , 其施工難度受到一定的影響。并且它的養護時間對導熱系數也有一定的影響 , 隨著養護時間的增加，導熱系數往往呈增加的趨勢。
對水泥、砂作為回填料進行實驗研究，采用水泥和砂作為基料 ,由于水泥含有大量礦物成分而且砂的主要組成成分為 SiO2 , 其導熱系數明顯提高。回填土的導熱系數隨著含砂量的增加而增加 ,當采用膨潤土與砂配合進行導熱系數的測量時發現 , 當砂的置換率增加時 , 其導熱系數也隨之增大。但當砂的置換率過高(超過 80 %)時 , 其可泵性(施工難度)受到了一定的限制。

由于膨潤土具有很強的吸水膨脹性 ，失水后出現大量的裂縫以及空隙 , 嚴重影響了其導熱系數且一般在 016～019W/ m· K, 所以不適合于單獨用做回填材料。在所有的回填材料中 ,以水泥膨潤土在飽和狀態下低 ,所以實際應用中 ,推薦使用非飽和態。

導熱系數是隨著 W/ C 值的減少而增大;當回填材料中的含水量超過了基料水解所需的含水量時,回填材料將會失水而產生一些空隙,降低導熱系數;
回填材料中使用大顆粒的骨料(比如砂)是提高其導熱系數的一個有效的辦法：一方面它可以降低回填材料失水后的收縮、開裂 , 但另一方面必須考慮回填材料的可泵性(費用增加)。
地源熱泵機組公司的回填材料為我公司專業回填材料配比為：水泥:細沙:水:膨潤土=30:20:35:15 。導熱系數為：1.8～2.1j/(m·s·K)。此回填材料配比無論從實驗室測試到實際工程跟蹤測試均為較佳配比。