近年来,我国经济发展迅速,助推了交通运输事业的进步,中国高铁营运里程稳居世界第一,如此大规模的铁路运营造就了众多大小不一的铁路站房,作为铁路重要的配套设施,人们对其内部的舒适度有很高的要求,但这不能以牺牲更多能源来达到此目的。因此,研究设计更加节能的铁路站房冷热源已成为人们关注的课题。热源塔热泵技术是根据我国长江中下游地区特有的气候条件设计而来。该地区冬季寒冷潮湿,但室外干球温度仍能保持在零度以上,故室外环境空气中存在的大量低品位热源可以被热源塔利用,这些低品位热源属于太阳能次生源,也就是可再生能源,且热源塔热泵系统系统设计比较简单、适用性强、一机多用、运行稳定、节能效果显著。但目前该技术正处于发展阶段,应用在大空间铁路站房是否能达到节能的目的还有待验证,本文就针对这一问题进行了相关研究。首先,利用可视化的原理图形象地描述了开式热源塔热泵系统冬夏季的工作过程,并深入分析了热源塔内的热质交换理论,以此为基础建立了叉流开式热源塔热质交换模型,并利用MATLAB进行数值求解。为了验证模型的准确性,本文进行了现场测试,结果表明:各个参数偏差基本都在±10%以内,具有较高的准确性。之后利用建立的数学模型对叉流开式热源塔冬季供暖工况下的传热传质特性进行了研究。然后,针对特殊大空间建筑铁路站房的负荷特点进行了归纳总结;阐述了TRNSYS建立建筑模型的理论基础,并为成都东站铁路站房建立了TRNSYS建筑模型,模拟出了该建筑的全年建筑负荷;之后,以全年建筑负荷为依据进行了冷热源方案的设计,并为各个冷热源方案建立了TRNSYS模型;对各个模型进行模拟,对计算结果进行对比分析。结果表明,就全年运行能耗来说,开式热源塔热泵系统的系统能耗比冷水机组+燃气锅炉低了19.78%,比地源热泵系统高出2.55%。但考虑到热源塔热泵机组初投资比地源热泵节省约50%,所以整体来看,热源塔热泵机组仍然是成都东站铁路站房的最优选择。最后在传统热泵系统运行策略优化方案的基础上再次优化,并选择不同典型负荷日,对比不同策略的逐时功耗,给出最优优化策略;同时还对溶液再生控制策略进行优化。