本文以实验为基础对螺杆地源热泵机组理论模型中的多变指数进行了修正,建立了螺杆地源热泵机组的灰箱模型,编写了以此灰箱模型为基础的螺杆地源热泵机组FORTRAN模拟程序。模拟了R22为制冷剂螺杆地源热泵机组的运行特性。分析夏季制冷、冬季制热两种运行工况下不同蒸发器入口水温、冷凝器入口水温及压缩机输气量对机组的制冷量、制热量、压缩机功耗及COP的影响。通过对热泵机组的模拟获得不同输气量条件下热泵机组随蒸发器入口水温和冷凝器入口水温变化的运行数据,以此数据为基础,结合地源热泵机组的实际控制方式在TRNSYS环境中搭建热泵机组模拟模块,此方法避免了热泵机组程序的重复计算加快了模拟速度,同时比简单的满负荷的启停控制策略增加了模拟精度,更加符合热泵机组的实际运行状况。使系统小步长的长时间模拟更加准确快速。对利用太阳能在5月1日到10月1日期间为地源热器蓄热的方法进行了模拟,验证了利用太阳能资源比较丰富的时间进行蓄热的可行性。确定了不同集热器面积下的太阳能蓄热水泵的流量的计算方法。提出了太阳能交替蓄热-地源热泵系统,以沈阳地区某建筑为具体研究对象,建立包括太阳能集热器、地源热泵机组、地源换热器、控制系统、气象参数、水泵和建筑负荷在内的复合系统的TRNSYS动态模型。对常规地源热泵系统和不同集热器面积的太阳能交替蓄热-地源热泵系统进行了长达9年的模拟。对常规地源热泵和不同面积太阳能集热器面积的太阳能交替蓄热-地源热泵系统的瞬时制热能力、制冷能力、制热能耗、制冷能耗进行了模拟,并进行了逐年积分,对于制热能力不足的系统引入冬季制热辅助热源(燃煤锅炉),把耗电折合成燃煤,得出了不同系统的综合能耗、能效、燃煤量,CO2、SO2、NO2的排放量。沈阳地区存在冷热负荷不平衡的问题,如果采用常规方式的地源热泵系统,这种冷热负荷的不平衡将造成地温均值的下降,从而引起冬季地源热泵机组的保护性停机,无法满足用户的冬季供热需求,而采用太阳能冬季补热的形式由于沈阳地区冬季太阳能集热效果差,需要较大集热器面积和集热效果更好的真空管热管集热器,极大的提高了初投资。而利用太阳能资源丰富的时间进行蓄热可以使用价格相对较低的平板型太阳能集热器即可达到较好的集热效果。得出了太阳能交替蓄热-地源热泵系统可以在不使用冬季辅助热源的情况下,实现地下温度场的动态稳定,既能改善地源热泵冬季供热能力不足又不会引起夏季制冷能力的下降,在所研究的建筑中平板型太阳能集热器面积达到400m2时,太阳能交替蓄热-地源热泵系统既可以为用户提供满足舒适度要求的冷热量,又具有较高的能效比和环境效益,是最优配置。