随着城市化的步伐越来越快,能源的需求与供给之间的矛盾也日益突出,建筑节能的重要性逐渐体现出来。目前常见的空气源热泵、土壤源热泵、水源热泵以及冷水机组+锅炉在夏热冬冷地区的应用中都存在着某些缺点或者使用限制,在这样的背景下,适合于夏热冬冷地区“夏季酷热、冬季低温高湿”气候的热源塔热泵空调技术应运而生并逐渐推广开来。本课题以开式热源塔热泵为研究对象,主要工作如下:首先,建立了开式热源塔冬季热质交换模型,模型中摒弃了刘易斯数为1的传统假设,通过区域离散的方法建立显性格式离散方程组,利用MATLAB编程软件进行数值求解。利用该程序分析了进口湿空气温度、进口湿空气含湿量和进口溶液温度对开式热源塔换热性能的影响。其次,根据热泵机组能效模型和开式热源塔冬季热质交换模型,建立了开式热源塔热泵系统供暖能效耦合模型,可以进行逐时能效和逐时能耗的计算。以贵阳市某办公建筑为研究对象,分析热源塔热泵冬季供暖性能,与空气源热泵和燃气锅炉供暖进行了经济性、节能性比较。热源塔热泵系统相比空气源热泵系统节约运行费用12.88%,节能11.16%;相比于燃气锅炉节约运行费用31.88%,节能25.18%,具有较高的节能优势。然后,利用热源塔热泵系统供暖能效耦合模型分析了在供暖季内热源塔溶液温度、换热量以及凝结水量的变化情况,提出了防冻溶液的再生控制策略。在整个供暖期内,热源塔内溶液最低温度为-8℃,存在结冰风险。为了保证系统稳定安全运行,采用反渗透溶液再生装置来进行溶液再生。当温度传感器监测到室外空气湿球温度低于13.7℃时,且溶液密度传感器检测到溶液密度小于1120kg/m3时,启动溶液再生装置;当温度传感器监测到室外空气湿球温度高于13.7℃时,利用开式热源塔在部分工况下的自身运行,实现系统溶液浓度的自然再生。最后,考虑到贵阳市“峰谷分时电价”政策以及热源塔热泵在温度较低或较高时运行能效低的问题,提出了相变蓄热水箱辅助供暖的方式。然后建立以运行费用最低的目标函数的最优化数学模型,利用MATLAB软件进行求解,得到最优控制策略。蓄热系统相比于常规系统增加了初投资411376.4元,年运行费用节约201289元,减少了25.9%,投资回收期为2.04年。蓄热系统年高峰电量转移率为46.05%,相比于常规系统,对低谷电量利用率提高了31.7%。