随着经济的发展和人民生活水平的提高,公共建筑和住宅的供暖和空调已成为普遍的需求。地源热泵空调,因其以浅层地热能为低位能源,节能减排环保效益显著,而得到广泛关注。但是,地源热泵空调系统也存在投资高、占地多、因热积累而使影响运行可靠性等问题,而限制了这项技术的推广应用,因而有必要探求对于地源热泵空调系统进行优化与改进的技术途径。　　 为此,本文以前人关于土壤耦合换热器GCHP(Ground Coupled HeatExchanger)周期性运行条件下的出水温度响应数据为基础,针对特定的地源热泵空调机组,通过数学建模、MATLAB编程和数值仿真,对其在周期性运行条件下的能耗特性进行了分析研究,从而揭示了地源热泵空调机组在不同运行方式下的系统优化潜力。此外,本文还针对连续运行的地源热泵空调机组,提出一种可同时利用空气和水(可来自GCHP)两种热源的复合源热泵机组,并且针对这种空气-水复合源热泵机组,也通过数学建模、MATLAB编程和数值仿真,揭示了这种复合源系统方案对于优化地源热泵系统的技术潜力。所得结论主要包括:　　 1.在周期性运行方式下,尽管土壤的传热能力有限,但在停运阶段土壤温度分布存在自动恢复效应,使得GCHP的换热能力具有较大的潜力,对这部分潜力进行利用,可使地源热泵空调系统得以优化；　　 2.在各种周期性运行方式下,尽管地源热泵空调机组的COP都会随运行周期数的增加而不断减小,但周期内运行时间比越小,地源热泵空调系统的COP的降低幅度越小,相对于连续运行时的COP优势越明显,据此对地源热泵空调系统进行优化的潜力越大；　　 3.在连续运行方式下,采用空气-水复合源热泵技术,可以实现地源热泵空调系统的显著优化；　　 4.空气-水复合源热泵技术利用了易于获得的空气作为热(冷)源,减少了投资较高的GCHP数量,从而使地源热泵空调系统得以优化；　　 5.空气-水复合源热泵技术因其可以利用水(来自GCHP)和空气热(冷)源的互补性,在冬季、夏季都能使其具有较高的COP值和运行可靠性。