随着世界经济的发展,能源短缺问题变得越来越严重。地源热泵系统作为利用可再生能源的暖通空调新技术,具有节能、环保等优点,在世界范围内被广泛使用。土壤作为地源热泵系统的放热和吸热源,对整个系统有着至关重要的影响。不同建筑负荷特性要求系统对土壤的取热和放热量不是一定的,二者的不平衡会使土壤的温度发生变化,多余的热量长期积累在地下会减弱地埋管土壤换热器的换热效果。对特定建筑地源热泵系统土壤温度的预测是设计和分析地源热泵系统能否良好运行的关键。在前人研究的基础上,将土壤温度恢复因素考虑进经典线热源理论模型,将负荷累积算法应用于变热流线热源模型的长期逐时模拟,并且编制了采用改进模型的土壤温度计算软件,可以与能耗模拟软件EnergyPlus相结合,快速准确的把握长时间段各种不同负荷情况下地源热泵系统对土壤的温度影响。通过天津大学新建体育场地源热泵系统测试井为期4天的实验,获得了该地的土壤原始温度为15.5℃,土壤平均导热系数为1.904W/m·K,将实验获得的土壤热物性参数和热流值代入到改进模型进行计算,得到测试时间内管内流体平均温度的变化情况,与实测值的误差为6.2%,此时模拟计算值已经可以真实的反映被测埋管内实际的水温变化,也论证了改进模型用于预测土壤温度的可靠性。采用能耗模拟软件EnergyPlus和土壤温度计算软件对某建筑物在四种气候条件下的土壤温度情况进行了计算,结果表明土壤换热器负荷的不平衡性越强,全年土壤温度的变化越大。对于不同功能的建筑夏季设计日前后15日的地源热泵系统土壤温度的研究发现:在一个运行季内,冷(热)负荷的峰值越大、负荷的持续性越强,土壤温度的变化越大。对商场和宾馆采用混合系统的15日模拟计算发现:采用同样容量的辅助设备时,对于负荷峰值较大的商场,采用峰值时分担负荷的运行方式效果较好;对于负荷持续性较强的宾馆,采用间歇运行,由辅助设备负担非峰值时负荷的运行方式效果较好。说明了混合系统的运行方式的选取应当适合建筑自身的负荷特性。通过本课题的研究,提出了一种基于对地源热泵系统的土壤温度的预测来设计和优化系统的方法,具有简单、方便、前瞻性强等突出特点,为我国地源热泵的推广应用贡献一份力量。