空气源热泵技术在我国北方地区难以推广应用的主要原因是: 1)以空气为热源,吸热量随气温变化而很不稳定,这样长期运行容易造成吸热量不足,从而导致热泵无法正常供热,而压缩机也会有损坏的危险;2)当空气温度过低时,在空气源热泵室外换热器表面容易结霜,这样一方面会使得传热热阻大幅增加,另一方面又使得空气流动阻力加大,导致换热器效率效率急剧下降。针对上述实际问题,本文尝试引入热源塔技术来加以解决。开式热源塔是指利用空气在冷却塔的内部空间流动,使其与载热流体之间形成液/气接触面,从而完成空气与载热流体间显热和潜热交换的装置。以开式热源塔代替空气源热泵的室外换热器,利用载热流体间接地将热量从空气传递到热泵系统中的工质,这样可以较好地解决结霜问题,进而改善换热效果。针对热源塔技术在北方地区的应用做了如下几方面的研究工作:1、综述了我国能源现状和热泵技术。由于开式热源塔和开式冷却塔的研究相近,因此又总结了对冷却塔性能的理论计算和实验的研究成果。2、介绍已经在我国南方地区使用的闭式热源塔技术的基本情况,详尽阐述了其运行原理,并基于Merkel方程以焓差法推导了横流开式热源塔填料区空气与载热流体之间的传热传质控制方程。3、分析了热源塔吸热极限产生的原因,并通过实验方法给出了以25%NaCl水溶液为载热流体的热源塔吸热极限曲线。4、建立热源塔热泵系统实验台,通过实验研究了热源塔在北方冬季工况下的运行性能和其主要影响因素。5、以既有实验设备为基础进行了开式热源塔热泵和其他种类热泵性能的理论对比计算,并针对热源塔热泵实际工程实例做了经济性分析。