随着国家对工业的大力扶持，工业得到了快速的发展。工业建筑逐年增加，随之而来的工业厂房空调系统的应用也越来越广。然而，由于工业厂房建筑结构及工艺需求等特征，其室内空调负荷大且空调系统供冷时间在全年中占有较大比重，甚至需要全年供冷，因此，空调系统能耗较大。现有的厂房空调系统绝大多数均采用全年冷水机组供冷。而重庆地处两江，拥有丰富的水资源，将地表水源热泵系统用于工业厂房更具节能优势。同时，针对工业厂房供冷时间相比普通建筑空调系统供冷时间长这一特点，在初夏和夏末季节，江水温度通常较低，为充分利用江水资源提出地表水源热泵+直供复合式系统，通过在初夏和夏末季节利用江水直接供入末端代替热泵机组供冷，从而减少空调系统全年运行能耗。现有对地表水源热泵的研究中，缺乏对系统能耗和运行调节的理论体系研究。由于受时间、空间等因素的限制，常常忽略水温变化这一因素，将源水温度作为定值考虑，而实际水温是在不断变化的，水温变化的数据对系统节能效果的分析至关重要。本文研究主要针对重庆地区某工业厂房地表水源热泵系统，综合考虑系统动态负荷特性及水温逐时变化特性对系统进行优化策略研究，从而为系统高效经济运行提供理论依据，为工程应用提供参考。首先，分析影响地表水源热泵系统能耗的因素，其次，根据厂房散热散湿负荷特征，利用DeST-c能耗模拟软件对该厂房的动态负荷进行模拟，根据控制需求对负荷进行分区。利用全寿命周期成本（即LCC）计算方法，同时考虑动态负荷特性、动态取水温度及取水泵变频运行条件下，最佳取水方式的地表水源热泵系统与常规系统的LCC值，得到地表水源热泵系统LCC值为3286.3万元，常规系统LCC值为3894.8万元，结果表明地表水源热泵系统更具节能优势。然后，对地表水源热泵系统LCC值各组成部分进行分析，得到影响LCC值的主要因素为运行年限内的运行成本，分析能耗的组成及特征，得出地表水源热泵系统中热泵机组、取水泵、循环泵及冷冻水泵能耗分别占运行成本的79.3%、5.8%、5.3%、9.6%，其中热泵机组及冷冻水泵能耗比重较大，针对各影响因素采用以下3种优化方案：①初夏和夏末季节利用江水直供优化在初夏和夏末季节利用江水直供末端设备供冷，可以减少主机开机时间，最大限度的降低系统能耗。1）初夏和夏末季节，参照水电站地上泵房空调设计，将厂房室内设计相对湿度提高到75%，含湿量提高至17.9g/kg，室内设计温度维持不变。对比室外逐时空气含湿量与室内设计含湿量，最终确定直供时段为4月1日至5月24日、9月18日至10月31日。2）在直供时段对比分析了通风降温和直供江水降温的节能性，比较得出当室外空气温度与室内设计温度的差值-17.0℃≤△t≤-1.2℃，且冷负荷≤335.3kW时，通风降温的能耗小于直供江水降温所消耗的水泵能耗。最终计算得到采用直供优化后系统LCC值为2722.2万元，小于采用地表水源热泵系统的LCC值为3286.3万元，表明采用江水直供辅助优化具有较大的节能潜力。②部分负荷下热泵机组负荷分配优化由负荷模拟结果可知，供冷季节84.8%以上时间系统负荷在50%以下，因此对部分负荷下热泵机组运行特性进行优化。在负荷侧、源水侧供回水温差恒定为5℃时，分析热泵机组能效特性，得出单台热泵机组负荷率PLR在60%—90%工况下时，能效比较高，PLR为80%左右，能效比达到最大值。4台热泵机组并联，均匀分配负荷方案节能优势较优。当采用分段调节方式，即PLR＜28%时，2台机组均匀分担负荷；PLR＞28%时，4台机组均匀分担负荷，节能优势更优，通过计算得到LCC值为2603.1万元。③冷冻水泵变频运行冷冻水泵采用变频控制后，运行费用为16.94万元/年，相比定频运行运行费用减少了3.48万元/年。同时采用分段调节和直供辅助优化，计算得到LCC值为2583.6万元，说明空调冷冻水泵采用变频调节具有一定的节能优势。最后，利用SPSS软件拟合动态水温及动态负荷特性下机组的能效特性，建立系统各设备能耗模型，最终确定系统运行能效比SOEER模型。将动态负荷、动态水温数据和典型气象年气象参数代入模型得到最优调控方案下直供时段系统逐时运行能效比平均值为17.69，热泵时段系统逐时运行能效比平均值为4.25。最后将2012年实测气象参数代入模型，得到在直供时段和热泵时段系统能效比平均值分别为17.91和4.26，与典型气象年差距不大，本文利用典型气象年分析系统运行能效具有代表性，按此气象参数分析得到的优化方案具有可靠性。本文研究表明，在初夏和夏末采用直供辅助优化，节能效益显著。同时考虑动态水温及动态负荷对系统进行优化分析，得到最佳调控方案，对以后工程应用具有一定的指导意义。