为减少矿区能源的消耗，针对矿区多种可利用热源与不同需热、需冷的要求论文提出并研究了多功能变工况热泵机组及其系统，该系统可实现利用一台机组满足夏季井下局部降温用制冰同时加热洗浴热水、或者井口集中降温用冷冻水同时加热洗浴热水、冬季提取矿井回风余热制取热水等目的。论文结合热力学基本原理建立了多功能变工况热泵机组的能量系统分析优化方法，通过优化研究对机组及其系统的设计与运行参数进行了分析与选择；并进一步对该热泵机组及其系统在某矿的实际运行情况进行了监测与分析。研究表明能量系统优化分析的理论与方法对多功能变工况热泵机组及其系统的设计与运行参数的确定具有指导性；为该系统的设计与应用提供了理论指导。多功能变工况热泵机组及其系统在实际运行中具有良好的节电、节能、高效低耗、环保等特点，可以满足矿井降温和回风余热及备用机组需要，实现了多功能的目的。