据统计,我国日光温室目前的建筑面积为69.74万hm~2,居世界第一位。国家实施碳达峰、碳中和的战略（简称双碳战略）,由于日光温室加温、降温能耗巨大,其节能减碳工作意义重大。地源热泵利用了地热能,绿色环保,效率高,采用地源热泵为日光温室加温、降温是国家双碳战略的迫切要求。地源热泵系统运行过程中一个重要的难题是地下土壤的热平衡问题,如果不予以重视,将会导致地源热泵系统的失效。地源热泵全年运行,地源热泵制冷时往地下补热,或者是免费供冷（温室内的风机盘管与地下换热器的循环水直接连接运行）地下补热,与温室加温时的地源热泵制热工况的地下取热,受多种因素与环境参数的影响和制约。如何通过定量分析,发现补热与取热的不平衡量,一直是长期困扰地源热泵研究者的难题。我们针对地下热不平衡的具体情况,拟采取优化的运行机制来实现地下热平衡。本文基于Energy Plus数值模拟软件,对日光温室地源热泵系统全年的优化运行进行了模拟研究,主要研究成果如下:（1）建立了日光温室地源热泵系统能耗数值模型建立日光温室建筑数值模型。导入Energy Plus软件,在Energy Plus中建立遮阳、保温被、自然通风的数值模型。然后建立地源热泵的数值模型及其免费供冷的数值模型。该数值模型的建立和成功调试为日光温室的能耗模拟奠定了基础。（2）日光温室地源热泵地下换热器的优化设计利用Energyplus平台及GLHEpro地下换热器设计平台,考虑番茄生长条件的日光温室负荷特点的地源热泵地下换热器的优化设计,获得了优化设计的数值模型。（3）日光温室地源热泵全年运行时地下热平衡研究利用夏季温室运行的数值模型,以运行能耗最低为目标,模拟优化自然通风、地源热泵、遮阳三者的协同运行,获得夏季地下蓄热量。研究过渡季自然通风降温与地源热泵免费供冷协同运行规律,设定自然通风与地源热泵免费供冷的运行启动温度,优化免费供冷运行时间,获得渡季节的最佳蓄热量。冬季自然通风与地源热泵供暖模拟联合运行规律研究。冬季运行,阳光充足时,日光温室自然通风降温,根据设定的温度来控制地源热泵供暖。研究遮阳、自然通风、保温被对日光温室降温、保温的结果表明:全年仅使用遮阳措施比不适用任何措施可降低84.52%的冷负荷,全年仅使用自然通风可降低36%,遮阳搭配自然通风设施全年可降低冷负荷约87%,保温被在冬季可降低热负荷约65%,其节能效益明显。在建立的地源热泵系统模型的基础上建立了地源热泵免费供冷模型,在夏季使用地源热泵免费供冷模式在达到相同制冷效果的情况下,耗能降低38%。优化运行的地源热泵系统全年土壤取热量7.35×10~7k J,蓄热量为7.38×10~7k J,在此运行策略下,全年温室运行共耗电16.85 MW·h,供暖期地源热泵平均COP为4.5,夏季机组制冷EER为4.53。本文运用了Energyplus模拟平台,模拟日光温室地源热泵系统全年运行的能耗,也可以获得日光温室地源热泵单供暖运行工况下的地下取热量,为实际工程应用提供参考和理论支持。