چکیده: انرژی یکی از مهم‌ترین و ضروری‌ترین اولویت‌های بخش خانوار و همچنین صنعتی است. امروزه کاهش مصرف انرژی و بهره‌وری انرژی در تامین نیازهای سرمایشی و گرمایشی مخصوصاً در بخش مسکونی و تجاری، یک‌راه حل میان‌مدت در کاهش مصرف انرژی است. در این تحقیق ابتدا در مورد امکانات و مزایای پمپ‌های حرارتی در مقایسه با سایر دستگاه‌های تهویه مطبوع بحث شده است. سپس مزایای استفاده از منبع حرارتی زمین به‌ جای منبع حرارتی هوا، در کاهش مصرف انرژی مورد بحث قرارگرفت. مدل‌سازی ترمودینامیکی و اگزرژی این دستگاه‌ها بررسی و مشخص شد که بیشترین میزان تخریب اگزرژی در کمپرسور این نوع پمپ‌ حرارتی اتفاق می‌افتد. در نتیجه اولویت کاهش تخریب اگزرژی به ترتیب با کمپرسور، شیر انبساط، کندانسور و در نهایت اواپراتور می باشد. میزان تخریب اگزرژی در کمپرسور در شرایط بار پیک و برای یک ساختمان 80 متر مربعی نمونه در شهر تبریز، برابر با 1.34 کلیووات معادل 47 درصد تخریب اگزرژی کل سیکل عامل در زمان بار پیک به دست آمد؛ بنابراین، کاهش کار مصرفی کمپرسور می‌تواند منجر به‌صرفه‌جویی در بخش ارزشمندی از انرژی مصرف‌شده بشود. یکی از راهکارهای کاهش کار مصرفی کمپرسور، استفاده از انرژی خورشید برای بالابردن دمای اواپراتور می باشد. با بالابردن دمای اواپراتور با استفاده از انرژی خورشید، در کل دورة گرمایش می توان به میزان 45.05 کیلووات-ساعت از مجموع کار مصرفی کمپرسور کاست. همچنین با استفاده از انرژی خورشید و تزریق حرارت جمع آوری شدة خورشید به سیکل زمین، می توان عمق سوراخ مته را از 155.2 به 138.9 متر و به میزان 10.5 درصد کاهش داد. درنهایت، توجیه‌پذیری اقتصادی این دستگاه‌ها با توجه به فرضیات مطرح‌شده در این نوشتار و با استفاده از تکنیک ارزش زمان حال ( NPV) و مدت‌زمان بازگشت سرمایه، موردبررسی قرارگرفته است. مشاهده می شود که با استفاده از انرژی خورشیدی و با کاهش عمق سوراخ مته، می توان هزینه اولیه خریداری کلکتورها را به میزان 26.080.000 ریال کاهش داده و هزینة اولیه کل به کارگیری انرژی خورشید را برای پمپ های حرارتی با منبع زمین به 9.920.000 ریال رساند. همچنین خالص صرفه جویی در هزینه‌های جاری برای اولین سال استفاده از این دستگاه، در حدود 1.361.600 ریال خواهد شد. با استفاده از فرضیات مساله، از محل صرفه جویی در هزینه های جاری، طرح بعد از 17 سال و 5 ماه به نقطه سر‌به‌سر می رسد. همچنین در پایان سناریوهایی که در صورت تحقّق آن، نقطه سر‌به‌سر به 10 سال می رسد، مورد بررسی قرار گرفت.+