能源塔热泵综合了空气源热泵与水源热泵的特点,利用冰点低于0℃的载冷剂溶液从空气中取热,能够很好地解决空气源热泵在制热工况运行时面临的结霜除霜问题,从而提高运行能效。但目前对能源塔内部热质交换的理论研究很少,而且工程应用也主要集中在长江以南的夏热冬冷地区,为了促进能源塔热泵系统在更大范围内的推广,本文通过实验与数值模拟的方法对能源塔热泵系统在不同区域的供暖适用性进行了定性分析。主要工作内容如下:首先,本文阐述了能源塔内部载冷剂与空气发生热质交换的原理,在此基础上建立了能源塔热质交换数学模型并利用Matlab软件编程求解,并通过与工程实测结果的比较,验证了热质交换数学模型的正确性。其次,根据热泵系统外在参数与内在参数的关系以及对热泵性能的影响,分别对能源塔热泵系统和空气源热泵系统建立了能耗分析模型,并且采用结霜除霜损失系数对空气源热泵运行中由于结霜和除霜产生的能效损失进行修正。最后以东北、华北、西北、华中、华东和西南地区的典型城市沈阳、北京、西安、长沙、上海、重庆的办公建筑为研究对象,对其供暖季的逐时热负荷进行计算,将负荷结果带入能源塔热泵系统和空气源热泵系统的能耗分析模型中分别对其进行能耗模拟计算,并以供暖运行经济性和节能性为指标,对能源塔热泵系统在六座城市的供暖适用性进行了定量分析。结果表明除了沈阳和重庆地区,其余四座城市使用能源塔热泵系统供暖的运行经济性和节能性均不同程度的优于空气源热泵系统。该结论为能源塔热泵系统的推广提供了理论支持。