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我国西北地区冬季采暖期较夏季制冷期长，建筑物全年的供暖总能耗远大于制冷总能耗。若单纯采用土壤源热泵系统，冬季供暖时从土壤中取出的热量大于夏季制冷时释放到土壤的热量，系统常年运行会导致地下土壤温度逐年下降，且难以在过渡季恢复，从而使热泵运行性能下降。太阳能-土壤源热泵系统是一种新型节能、环保的组合系统，该系统以太阳能作为主要热源，以土壤热作为辅助热源，夏季用土壤源热泵对房间制冷，同时向土壤放热；秋季利用太阳能集热系统对土壤蓄热；冬季利用土壤源热泵将土壤中蓄存的热量取出来与太阳能集热系统联合供暖，有效地实现了热量的移季利用。太阳能-土壤源热泵系统中关键设备规模的优化匹配可以提高系统的经济性、节能性，同时能保持土壤全年热平衡。本文从系统设计出发，介绍了SGSHP系统的组成、运行原理、运行模式、及各运行模式控制转换条件；通过对系统的理论分析，利用Trnsys软件建立SGSHP系统模型，并通过温度参数及时间控制器控制各部分的启停，将系统运行模拟结果与选取的实验数据进行对比。选取具有代表性的温度具体分析，验证建立模型的合理性。本文研究以系统节能性、经济性及土壤全年热平衡为原则，提出热泵机组规模和集热器面积的优化选取方法；在西北各典型地区不同建筑冷热负荷比情况下，分析了SGSHP系统中关键设备的优化选取；得到适用于SGSHP系统中热泵机组规模和集热器面积的配比结果。对于不同冷热负荷比建筑，优化后的SGSHP系统中热泵规模(额定制热量)的最佳配比范围为26w/m2~67w/m2，集热器面积的最佳配比范围为0.14~0.25；且较优化前，优化后的SGSHP系统热泵规模缩小率在5%~12%，集热器面积缩小率在11%~28%。以兰州地区建筑冷热负荷比分别为1：1.2、1：1.4、1：1.6为例，对优化后的系统进行全年运行模拟，分别得到不同建筑冷热负荷比情况下的系统全年运行特性。为说明优化后系统的优越性，从节能性、经济性、土壤全年热平衡三个角度对优化前后系统运行结果进行对比分析：优化后系统全年运行平均COP分别提高了0.16、0.22、0.27；系统成本费变动值分别减少了15.24%、12.62%、12.03%；土壤全年温度恢复率更加接近100%，且优化后系统运行一个周期的土壤温差最大为0.24℃，这在工程上是可行的。由此说明，优化后的系统更加节能、经济、环保。总结得出西北五省典型城市不同冷热负荷比建筑对应的SGSHP系统中集热器面积和热泵规模的优化配比方案，以期为工程实践提供参考。