人类社会的发展和进步主要依赖于能源,随着我国经济的快速发展,能源需求量与日俱增,这使得开发及利用可再生能源的趋势刻不容缓。目前在能源消耗方面,建筑能耗占我国总能耗的比例较大,一次能源利用效率较低,从而建筑节能变得尤为重要。太阳能是一种用之不竭的清洁能源,将其与土壤源热泵技术结合应用到严寒地区为建筑供暖、制冷及供应生活热水上,既弥补了两大清洁能源各自的不足,又实现了能源的高效利用。本文以哈尔滨市某一小型办公建筑为研究对象,依据太阳能-土壤源热泵耦合系统原理,将系统全年运行模式以季度进行划分。在传统运行方案(方案一)的基础上,提出优化后的方案,即方案二:冬季添加太阳能辅助供暖并进行土壤蓄热模式;夏季在供冷工况下机组间歇运行停止供冷时,增设太阳能进行土壤蓄热模式。全年生活热水用水以辅助加热器加热的方式作为保障,以免由于不利因素影响,导致生活热水无法加热到供热水需求。随后以面积热指标法初算建筑全年最大冷热负荷,进行系统设备选型及搭建实验台。以瞬态模拟软件TRNSYS为平台,按照设计方案选择合适的模块搭建耦合系统仿真模型,以实验为基础验证模型可靠性。主要从以下几个方面分别对系统运行方案的动态特性进行分析:冬夏季房间温度、集热器性能、热泵性能、地埋管换热器全年取蓄热量、系统运行一年及十年的土壤温变特性、系统能耗。最后采用费用年值法对两种方案分别进行经济性分析,得出费用年值最小方案,并将其与燃煤锅炉系统进行比较。研究该耦合系统在严寒地区应用的可行性最优运行方案。结果表明:经系统运行一年后,方案一在冬季供暖保证率为97%、夏季供冷保证率为100%,土壤平均温度下降了0.21℃。方案二供暖供冷保证率均达到100%,土壤平均温度上升了0.09℃。方案二系统全年能耗比方案一节约了1080.1kWh,在提高热泵机组供能性能方面方案二优于方案一。在费用年值的比较中,方案二控制下的系统比方案一及传统燃煤锅炉更具有经济性。因此本文提出的方案二为该耦合系统在严寒地区应用的相对最优运行方案,可以为太阳能-土壤源热泵耦合系统在严寒地区的实际应用提供理论依据和重要参考。