能源塔系统是一种以节能减碳为出发点,兼顾实际工程可行性与室内环境舒适性的空调冷热源方式,在工程上的应用方兴未艾,国内也有专门的设备生产厂商。但是其理论研究却滞后于工程实际,因而亟需一套相对完整的专门针对能源塔系统设计和运行调节方式选取的理论,用于指导工程实践和提出新的更好的技术手段。从能源塔系统的组成形式,能源塔的硬件构成,循环于能源塔和热泵主机之间传热介质的物理化学特性等方面着手,进行了大量的研究和探索。并以开式逆流有填料能源塔这种典型的系统形式为例,找到了其最适合使用的填料,成本和工作性能等综合考虑之下最合适的工作介质配方。同时,从一种简化的能源塔热质交换过程出发,建立了开式逆流能源塔内热质交换过程的数学模型,并从模型中推导出能源塔内的热质交换过程通用计算方程组。利用专门工具软件,针对热泵工况下的能源塔在不同已、未知参数情况的通用方程组进行了求解,并对求解结果进行了完善的理论分析,直观定量的了解各参数的变化对热质交换过程的影响。指出了这些结论在实际工程中对能源塔的设计,能源塔系统的运行调节方式选择等工作的指导作用。在对通用方程组进行了充分的分析和探讨之后,对比分析了夏季工况下的能源塔与常规冷却塔在提供空调冷却水时的性能差异,并提出了系统改良意见。