长江流域夏季闷热、冬季阴冷、四季高湿。为了解决长江流域冬季供暖的问题,国家提出了十三五研发专项计划《长江流域建筑供暖空调解决方案和相应系统》,明确了全年供暖空调用电量不超过20k Wh/m2的能耗限额。而热源塔热泵供暖空调技术在该区域的应用是满足室内热舒适的同时实现能耗限额目标的主要途径之一。本文以长沙市某老年人居住小区热源塔热泵系统为研究对象,对其进行连续一年以上的现场测试和数据采集,通过逐月和典型日的实测数据分析热源塔在不同工况下的传热特性,以及热源塔热泵系统在实际工程中的节能效果及存在问题。分析表明热源塔热泵系统在实际应用中运行稳定,具有较好的节能效果。但分析发现系统存在源侧传热介质循环系统和负荷侧水循环系统冬夏工况“小温差、大流量”的运行情况,以及部分负荷率下系统运行效率低等问题。且该小区全年供暖空调耗电量为26.64k Wh/m2,仍较高于项目的能耗目标20k Wh/m2。为了在满足室内热舒适的同时,使该小区全年供暖空调单位面积能耗控制在上述设定的能耗限额内,本文通过实测分析与数值模拟,采用主动与被动节能优化策略相结合方法,对系统进行了比较全面的节能优化研究。主要工作内容如下:首先建立了开式横流热源塔的传热传质模型,分析热源塔入口各参数（空气干球温度、空气相对湿度、空气流量、溶液温度、溶液流量等）对开式横流热源塔换热性能的影响程度,研究发现风量和溶液温度对热源塔换热性能的影响较为显著。然后,基于以上结论,选用TRNRSYS瞬态模拟软件建立了长沙市某老年人居住小区热源塔热泵系统模型,并通过实测数据对其准确性予以验证。热源塔出塔溶液温度的平均相对误差为5.98%,系统能耗的最大相对误差为6.69%;基于全年供暖空调用电量不超过20k Wh/m2的目标,研究分析不同热源侧溶液供回水温差、不同热源塔开启台数、热源塔风机变频对系统能耗的影响,获得热源塔热泵系统的优化运行方案;并从系统设计与运行控制等角度提出了优化建议。通过比较得出,采用热源侧溶液设定温差优化的方案,全年供暖空调单位面积耗电量为22.18k Wh/m2,较原系统（26.64k Wh/m2）节能16.74%。最后,除了从空调系统主动优化的角度提高系统的能效比,本文还从空调系统间歇运行模式和建筑围护结构热工性能优化等被动优化的角度分析了该项目的进一步节能空间。运用Energy Plus能耗模拟软件模拟分析了不同间歇运行时刻、不同室内温度设定值和不同围护结构热工性能对该老年人居住小区暖通空调系统能耗的影响。结果表明,该老年人居住建筑在暖通空调系统分时分室间歇运行优化模式下,系统全年供暖空调单位面积耗电量为22.73k Wh/m2,较原系统可节能14.68%;在间歇模式下合理设定室内温度范围值,建筑全年供暖空调单位面积耗电量为20.24k Wh/m2,较现有系统实际间歇用能模式节能20.82%;系统在现有间歇运行模式和温度设定值下运行,优化围护结构保温结构和热工性能,全年供暖空调单位面积耗电量可降为19.47k Wh/m2,从而使该小区达到全年供暖空调单位面积耗电量不超过20k Wh/m2的目标,较原系统节能26.90%。本文通过现场测试分析和模拟优化研究,得到了长江流域居住建筑间歇用能模式下热源塔热泵中央空调系统优化运行方案,实现了项目全年供暖空调单位面积耗电量不超过20k Wh/m2的节能目标,为今后本地区热源塔热泵中央空调系统的高效运行和推广应用提供了理论和实践的参考。