土壤源热泵被建筑使用可以兼得夏季供冷和冬季供热，但在严寒地区使用时存在对土壤吸放热不平衡的问题。长年如此，将使土壤温度逐年降低，这可能影响热泵地埋管换热性能。为解决这一问题，可以在运行周期中向地下土壤补充适当的热量。不同于以往大量学者使用的太阳能集热装置，本文中使用室外空气——水换热器将夏季室外空气中的热量通过地埋管蓄存于土壤中，构建空气土壤复合热源热泵系统，以解决土壤温度逐年降低的问题。本文研究土壤空气复合热源热泵系统，主要做了以下工作：（1）使用TRNSYS软件，建立系统模型，选取长春地区的吉林省图书馆为基准建筑，进行了全年动态负荷的模拟；（2）根据模拟结果，结合了相关规范以及工程实际，对土壤源热泵系统，地埋管热补偿系统的各个部件进行了选择并对各部件参数进行了确定；（3）对整套热泵系统进行了全年运行的逐时模拟，并对其结果进行了分析，包含土壤温度场、地埋管进出口温度、各部分能耗等。（4）经过多年运行模拟，将本系统与单一土壤源热泵系统在运行效果以及经济性方面进行比较，进一步探求本系统在严寒地区的可行性。本文介绍了土壤空气复合热源热泵这样一种系统，并且根据吉林省图书馆实际工程，通过模拟计算，对该系统运行特性及经济性进行了研究，为本系统在该区域的应用提供了一定的参考。论文为“十二五”国家科技支撑计划课题“严寒地区供热系统节能降耗关键技术研究与工程示范”（2011BAJ05B04）的部分内容。