随着生活水平和居住环境的改善,长江流域等夏热冬冷地区要求供暖的呼声日益高涨,我国供热采暖需求正逐步扩大。但目前建筑运行能耗已成为我国三大“耗能大户”之一,采用清洁环保的可再生能源提供采暖和生活热水成为解决此问题的关键。本文提出一种多能互补的供热采暖系统,即太阳能集热器、空气源热泵和燃气采暖热水炉互补使用的供热采暖系统,并对系统设备容量的匹配进行优化设计。首先,通过不同系统形式的定性分析,确定了多能互补分散式供热系统形式,并对系统各供热单元和储热水箱建立非稳态数学模型,用来计算系统运行能耗。通过搭建多能互补分散式供热系统实验台,对太阳能集热器和燃气采暖热水炉热性能进行测试,测得模型求解必需的参数,系统全天运行实验验证了模型的正确性。其次,根据太阳能供热采暖系统长期热性能测试工况和空气源热泵热水器全年综合能效比测试工况,提出了一种多能互补分散式供热系统的全年综合能效比测试方法,即对系统运行的典型工况进行测试得到系统能耗后,根据典型工况天数分布进行加权平均计算得到系统全年综合能效比。最后,对多能互补分散式供热系统进行优化设计,分别以费用年值最低和全年综合能效比最高为目标函数,采用正交实验法和费用年值法,得到不同太阳能集热器面积、空气源热泵型号、燃气采暖热水炉型号及水箱容量的系统的费用年值和全年综合能效比,从而得到两个目标函数下的优化方案,最后根据用户的追求得到最优方案,并以广州某住宅小区用户的供热采暖系统为例进行优化设计。本文的研究成果可为我国多能互补分散式供热系统的优化设计和生产提供参考,便于该系统的推广与应用,同时能效测试方法的提出为多能互补供热系统性能测试标准的制定提供借鉴与参考。