近年来我国综合实力增强的同时,经济实力也在不断提升,大量人口涌向城市,过多的人口数量导致城市交通面临巨大的压力,而公共交通是解决城市交通压力的有效手段。其中,地铁以其运量大、速度快等特点成为缓解城市交通压力的重要公共交通工具。地铁站是大量乘客聚集的场所,站内人员密度较高,随着地铁远期运营站内的温度也在不断升高,因此站内环境问题成为许多研究人员所关注的研究方向。哈尔滨纬度高、气温低,气象条件较特殊。本文根据哈尔滨地理位置特点,对现有的1号线进行研究,研究内容有以下几点:(1)以目前运营中的哈尔滨地铁1号线为研究对象,分析站内冷负荷的构成因素,在2017年夏季及2016年冬季对1号线中的四个车站进行站内热环境参数的测量,测量的主要内容包括站内温度、湿度、风速、CO2浓度,并在2015年夏季对哈尔滨1号线及昆明3号线站内环境参数进行测量及对比分析,以1号线中一个典型车站为例,计算站内逐时负荷。由于1号线中的博物馆站紧邻商圈,夏季早晚高峰期站内温度超过30℃,C02浓度峰值达到1950ppm,超出规范所规定的最高值。将2015年1号线的站内平均温度与2017年对比发现,随着运营时间的增加,站内的平均温度也在不断升高;(2)参考哈尔滨地铁站的用能特点、气候条件等因素确定适合在哈尔滨地区地铁站应用的地源热泵系统运行方式,并根据所计算出的站内峰值负荷对地源热泵系统中的各个设备进行设计计算,其中包括对冷却塔、地埋管侧换热器的设计计算。通过计算得出该典型车站地源热泵系统地埋管的长度为10969m,竖井深度为100m,竖井个数为53个;(3)利用GAMBIT建立地铁站的三维物理模型,根据地源热泵的选型结果及现场实测数据,使用计算流体动力学中的CFD技术对热泵空调系统进行仿真研究。站台中列车及人体是主要的热源,在轨行区,由于列车停靠散热,导致区间隧道内温度较高,但大部分热量被轨顶和轨底排风带走,排风风速在0.25m/s左右。而站台上,受到人体散热的影响,人体周围的气流温度较高,约30℃,且靠近行车隧道侧的站台温度很高,在完成时刻,可以看出站台温度降低,人体周围的空气温度随之下降到26℃左右,人体头顶上方风速保持在0.14m/s左右,符合夏季空调风速不大于0.3m/s的要求,达到人体舒适性标准;(4)最后将所选择的地源热泵系统与传统的冷水机组进行对比,对两种系统的初投资以及运行能耗、环境效益、维护费用进行分析对比,虽然地源热泵系统由于其自身施工原因导致初投资比传统冷水机组高出54%,但地源热泵系统每年的运行维护费用要比冷水机组节省近70%,而且使用地源热泵系统每年可以大量减少污染物的排放,可以有效地改善大气污染。本文中所采用的研究方法以及所得结论可以为我国今后的寒区地铁建设提供一定的参考意见,对节约能源以及改善站内环境有重要意义。