在2013年,“雾霾”成为了年度关键词。冬季我国北方地区严重的雾霾现象引起了人们对清洁供热的重视程度。2014年,我国北方农村地区冬季的供暖主要依靠散煤燃烧,冬季供暖用煤占生活用煤的90%以上。对此,国家对“2+26”城市深入推进煤改清洁能源政策。力争2021年前,使这28个城市告别烧煤取暖。北京的“煤改电”政策在其中代表性较强。但是,由于“煤改电”政策中使用空气源热泵作为单一热源进行供热的效率不高,伴随的巨额电费补贴影响了“煤改电”项目的长期实施。如何降低煤改清洁能源后的供暖费用成为了解决供暖污染问题的关键。为了充分利用清洁能源并降低供暖运行费用,本文分析已有供热系统弊端,针对性地优化设计了系统流程灵活可调的联合供热系统。根据北京地区供暖季室外天气条件,设计了3种系统运行策略。通过实验探究联合供热系统在不同系统构成、运行策略、太阳能保证率下的性能表现,并评价该系统的可推广性及对环境的影响。实验结果表明,实验期间联合供热系统的供热表现显著优于现有空气源系统。实验期间,联合供热系统在利于空气源热泵供热系统的时间运行策略下系统总能效比为2.50,较现有空气源系统高62.34%。联合供热系统在利于太阳能集热系统的时间运行策略下的供热表现优于利于空气源的时间运行策略,能效比提升22.00%。太阳能保证率的提升可有效提升太阳能集热系统的集热时长、对散热末端供热平均温度、能效比的性能表现。实验期间,在利于太阳能集热系统的时间运行策略下,太阳能保证率30%的联合供热系统供热表现明显优于太阳能保证率20%、10%系统,其系统总能效比较后者分别提升13.38%、50.99%。通过对时间优化控制模式下联合供热系统的性能分析,得到提升太阳能保证率及合理安排太阳能集热系统供热时段可提升联合供热系统性能。综合联合供热系统性能分析及工程应用评价,最终得到最佳的运行策略及系统组成形式为:在利于太阳能集热系统的时间运行策略下太阳能保证率30%的联合供热系统。实验期间,该系统的总能效为3.05,太阳能系统贡献率为58.00%。假设联合供热系统在使用寿命内的供热性能不发生衰减,且在同一系统形式的同一运行策略下,联合供热系统的日耗电量不随时间发生改变的条件下,该系统静态投资回收期约为9年,每个采暖季的传统能源替代量达2687.24MJ,使用寿命内可减排二氧化碳4851.91 kg,每年日间减排二氧化硫、氮氧化物、烟尘、综合PM2.5可达89.22、176.37、35.27、97.52g。