随着居民生活水平的不断提高,建筑能耗占总能耗的比重越来越大,我国建筑能耗约占全社会总能耗的40%。目前我国供暖方式主要通过燃烧化石能源,一次能源利用率较低,严重污染环境,是造成雾霾天气的重要因素。热泵技术可以实现能源的按质利用,将其与可再生能源利用相结合是一种节能高效的供暖空调方式,其中,空气源热泵由于安装简单,运行管理方便,是热泵诸多型式中应用最为广泛的一种,但是单一空气源热泵系统存在低温制热性能差和结霜等问题。本文调研了国内外供暖空调系统研究现状,结合严寒地区气候特点和建筑负荷特点,提出了太阳能复合空气源双级耦合热泵蓄能空调系统(以下简称复合热源蓄能空调系统),该系统主要以低谷电驱动实现了太阳能和环境空气能的高效利用,在节能性、经济性、可靠性方面大大提高。本文针对复合热源蓄能空调系统进行了以下几个方面的研究:首先,对复合热源蓄能空调系统进行系统构建,介绍了系统组成和主要运行模式,并以乌鲁木齐地区某1000m2办公建筑为研究对象,对系统设计参数进行了优化,得到系统最佳设计参数。其次,为了对系统主要部件构建数学模型,对空气源热泵和水源热泵蒸发器、冷凝器进行了设计参数的确定。为了研究蒸发器和冷凝器内部换热特性,分别对两器建立分区集中参数法模型。同时对集热器、季节性蓄能装置、夜间蓄能装置、压缩机、节流阀等建立集中参数法模型,并对模型进行离散求解。再次,根据空气源热泵和水源热泵系统各部件数学模型,确定中间水环温度优化思路,构建中间水环优化数学模型,对优化结果进行分析,得到不同环境温度下最优中间水环温度值。最后,在系统各部件模型基础上,确定系统全年运行控制策略,以乌鲁木齐地区某1000m2办公建筑为例,对系统全年运行特性进行模拟仿真,得到系统全年运行参数并进行分析。此外,分别对我国典型严寒地区(沈阳、长春、哈尔滨)进行模拟仿真,考察系统在不同地区的适用性。针对同一建筑对象,将本方案和集中供暖与分体空调方案在节能性和经济性方面进行对比分析。本文提出的太阳能复合空气源双级耦合热泵蓄能空调系统,充分考虑了严寒地区气候特点和建筑负荷特点,实现了太阳能和空气能的综合利用,在保证系统可靠性的基础上,充分利用低谷电驱动,不仅降低了系统运行费用,还提高了电网运行效率。本文通过程序模拟表明,复合热源蓄能空调系统具有较好的节能性和经济性,具有一定的应用可行性。