最近几年建筑节能成为国内的热门研究领域,其中地源热泵作为绿色节能技术,国家给予了高度重视,还出台了相应的发展地源热泵的保障机制,要积极扶持地源热泵技术的开发和应用,推广满足环境和水资源保护要求的地源热泵技术。对于该领域,研究的热点主要集中于地下耦合热泵系统中的地埋管换热器的传热模型、回填材料以及地下岩土的热物性,还有地下水热泵系统的地下水换热器换热模型以及热泵系统材质等。对于新兴的热泵复合能源系统,国内学者也进行了初步的理论探索和实验研究。本文首先回顾了地源热泵的原理、分类以及埋管式土壤源热泵系统的影响因素和国内外研究现状。第2章分析了岩土热阻和建筑空调负荷的随机性,由于岩土材料组成结构复杂,并且受多种因素影响,使得岩土热物性参数具有随机性,同时,决定地源热泵系统换热容量的建筑空调负荷受到诸多因素影响,也是一个随机变量。岩土热阻和建筑空调负荷是决定地源热泵地埋管管长的两个最主要因素,直接决定了系统的适用性和初投资的大小,因此弄清楚它们的随机分布特性对设计至关重要。本文研究了岩土热阻和建筑空调负荷两个随机变量的分布特性,采用自助法研究小样本,得出总体岩土热阻方差及相应的均值置信区间。将建筑空调负荷作为随机变量,利用DEST软件模拟出一年里相应的建筑空调逐时冷负荷的值,并且从中选出每天24个小时内对应的最大负荷值,然后采用MATLAB进行分布拟合,估计出建筑空调负荷的分布,得出建筑空调负荷的均值和方差,并且利用可靠度指标,选取出建筑空调设计负荷的值。第3章利用管长与岩土热阻及建筑空调负荷的关系式,将管长作为随机变量,推出对应置信度下地埋管管长方差和均值的置信区间,得出了管长的分布。第4章将管长作为随机变量,提出了相应的地埋管的可靠性设计方法,结合工程实例,讨论了地埋管换热器的可靠性设计的具体步骤,并且与常规设计结果进行了比较。文章第5章,总结了整个研究的结论,分析了存在的问题和不足,并且提出了关于后续研究工作的启发和展望。