水源热泵系统是一种清洁高效的暖通空调途径。但在实际运行过程中,由于设计选型偏大,系统运行方式选择欠佳,调控滞后等因素,导致实际能耗往往高于理想值。本文通过对水源热泵系统形式以及系统运行调控方式的研究,建立了系统能耗模型,提出了两种优化方案,对系统能耗进行优化,使水源热泵系统在环保的基础上更加节能。本文主要研究内容及结果如下:(1)比较了水源热泵不同系统形式的优缺点,以两个具体工程为例,分析了系统整体的运行调控方式。对热泵机组,提出了当机组较多时可以采用分组调节的方式;对水泵并联耦合运行,提出了一种水泵切换调控的方式;对水泵变流量运行,比较了阀门调节与变频调节的输送能耗,分析结果表明:阀门调节会增加管路额外的能耗,变频调节不改变管路特性,具有很大的节能潜力。(2)建立了热泵机组在定流量和变流量工况下的能耗模型,并根据热泵参数对所建立模型的准确性进行验证,两个模型的相关系数R分别达到0.9951、0.987。根据能耗模型,实例测算了各影响因素对机组COP的影响。研究结果表明:定流量工况下,蒸发器进水温度每上升一度,机组COP平均提高2.3%,冷凝器出水温度每上升一度,机组COP平均下降1.5%;变流量工况下,蒸发器侧流量增加20%,机组COP提高1%左右,冷凝器侧流量增加20%,机组COP提高1%左右。(3)建立了水泵能耗模型,并以实际工程为例,分析计算了不同运行调控方式下的输送能耗。研究结果表明:在水泵并联耦合运行中,水泵并联台数控制的输送能耗比水泵并联切换控制的输送能耗高出4%-40%;在变流量运行中,变频调节的节能效果明显优于阀门调节,其节能率在10%-60%。(4)以郑州市某办公楼为研究对象,采用Design-Builder软件模拟了该办公楼在整个采暖季的逐时动态热负荷,其最大热负荷1470k W。以此为负荷基础,结合之前的研究,提出了两种优化系统能耗的方案。方案一是水泵并联切换优化,在系统变工况时通过切换水泵来降低输送能耗,进而降低系统能耗;方案二是水泵变频优化,以水泵变频为技术基础,并以系统总能耗最小为目标建立优化函数,利用matlab软件进行模拟,使目标函数在满足约束范围的条件下达到最小值。(5)运用matlab模拟计算两种优化方案下的系统能耗,并分别与系统优化前采用的定流量运行方式的能耗进行比较。研究结果表明:并联切换运行由于其调控特性,在部分区间内能耗低于定流量运行,其系统能耗平均下降5%左右;变频运行的能耗始终低于定流量运行,其系统能耗平均下降8%-11%。同时为了更全面的比较两种优化方案的节能效果,引入HSCCOP的概念,通过计算得出:在整个供暖季内,变频优化的HSCCOP为4.200,并联切换优化的HSCCOP为3.926,进一步得出变频优化的节能效果优于并联切换优化。