近年来,伴随着全球经济的急速发展,世界各国对于能源的需求日益增加,建筑能耗的增长也越来越迅速,节能减排的重要性不言而喻。应用于建筑供暖的太阳能热泵技术在节能减排的社会背景下有着重要的意义。但是太阳能热泵技术在实际应用的过程中也伴随着许多技术难题,例如如何选择太阳能热泵系统的容量,使其更好地满足建筑负荷需求,以及太阳能集热系统如何更好的与热泵系统耦合等。针对以上问题,本文设计了一种带跨季节蓄热的太阳能与二氧化碳热泵互补的冷热联供系统,用于满足建筑在全年时间内的制冷、供热需求。文章首先对我国的太阳能资源分布和北京地区的气象条件进行了分析,北京夏热冬冷,季节性分明,而且多雨天气较少,有着较好的太阳能利用条件。本文选取位于北京地区一座面积为214平方米的建筑为例展开分析,通过DeST-h软件对该建筑全年的冷热需求情况进行模拟,获得该建筑在全年条件下的逐时冷热负荷分布情况,以此为基础对系统进行设计与优化。论文针对该建筑负荷需求以及CO2热泵与太阳能的特点设计了一套以二氧化碳热泵机组、太阳能集热系统、蓄热系统为主要设备的冷热联供互补系统,并对系统主要设备的运行情况进行了模拟分析,在满足建筑全年负荷的基础上,通过对比不同容量方案的年运行费用与太阳能保证率来选择系统设备的容量。在此基础上,通过比较采暖季不同供暖系统的经济性、能源性和环保性对系统的综合性能进行了分析。结果表明,太阳能与CO2热泵互补系统与其他常规采暖方式相比,具有较良好的经济、能源和环保性能。