新型供暖系统的应用研究对于严寒地区传统供暖方式升级改造具有重要战略意义。太阳能联合空气源热泵复合供暖系统是将太阳能热利用与空气源热泵技术有机结合,同时利用太阳能和空气两种低位能源,是一种清洁稳定的供暖形式。本文主要针对严寒地区的村镇公共建筑,充分利用新疆太阳能资源较丰富的优势,围绕本文提出的太阳能联合空气源热泵复合供暖系统的系统构成、控制模式、运行特性、系统效益等因素开展模拟分析和试验研究,为严寒地区村镇供暖方式升级提供一定的理论基础和数据支持。首先,基于系统组成和局部设备两个方面,初步构建起太阳能联合空气源热泵复合供暖系统。其设备配置为太阳能单元采用6块2.25 m²的平板太阳能集热板;空气源热泵单元选取一台额定功率4.2 kW,型号为RSV-12A的热泵机组;储热水箱单元选用0.5 m³的圆柱体保温水箱,尺寸为Φ700×2137 mm;地板辐射供暖单元选择公称直径15 mm的交联聚乙烯（PE-X）管,同时选择较密的150mm的盘管间距。同时基于复合供暖系统各个单元运行的启停条件、数据传输方式、程序设计原理等几个方面的需求设计了复合供暖系统的自动控制系统。其次建立了复合供暖系统的数学模型,分析了复合供暖系统太阳能集热器单元和空气源热泵单元的运行特性,给出了一种复合供暖系统运行情况的模拟计算方法,为试验运行控制提供理论依据;模拟得出改造前的试验房间热量消耗最高为357.30 MJ·d^-1,平均值为197.96 MJ·d^-1,改造后的试验房间热量消耗最高为232.45 MJ·d^-1,平均值为130.39 MJ·d^-1,改造后的热负荷值仅相当于改造前的65.87%;计算了供暖期每日的太阳能集热器集热量变化趋势,平均太阳能集热器集热量为36.04 MJ·d^-1,预期整个供暖期的系统用电总量为2673.25 kW·h。然后针对本文的太阳能联合空气源热泵复合供暖系统开展试验研究。试验结果表明,太阳能集热器集热量为31.15 MJ·d^-1,在较冷的过渡时期（包括10月、11月、3月和4月）承担了供暖房间大部分的热量供给,太阳能利用率可达80%以上。在包括12月、1月和2月在内的严寒期中,超过70%的供暖消耗需要由空气源热泵系统提供,在温度范围在-25℃到15℃之间的系统COP与环境温度之间存在良好的线性关系。在比较试验与模拟结果之后得出模拟结果拟合程度较好。最后从舒适、经济、节能三方面对复合供暖系统进行分析。相比于传统燃煤锅炉,太阳能联合空气源热泵复合供暖系统有利于提高建筑的热舒适性。在经济性上,太阳能联合空气源热泵复合供暖系统投资回收期为9.8年,复合供暖系统有很大的提升空间,低廉的煤炭价格仍是新系统推广的阻碍。复合供暖系统的节能效益显著一个采暖期可减排CO₂为149.10 kg/m²、NO_x减排量为4.49 kg/m²、SO₂减排量为2.24 kg/m²,能够有效降低室内空气污染,能够为新疆严寒地区的节能减排工作做出贡献。