现代社会中,能源已经成为人类赖以生存的物质基础,更成为制约世界各国城市化发展及工业化推进的重要因素,如今世界各国皆面临着节能减排的压力。从目前各个国家的能源消费配比来看,建筑能耗占到了一次能源消耗总量的20%到45%,而建筑总能耗中有七成以上用于空调的采暖和制冷。在当下倡导节能减排和可持续发展的大背景下,研究太阳能-地源热泵系统具有重要意义。本文首先利用TRNSYS系统对天津地区典型气候条件下一太阳能-地源热泵系统进行建模,通过实验与模拟数据的对比验证模型的准确性。结果表明在两天运行时间内集热器出口温度的最大误差为10.1%,其余时刻数据的误差均在±10%以内,集热器有效集热量的误差为18.4%;两天运行时间内地埋管进口温度的最大误差为15.4%,出口温度最大误差为11.8%,其余时刻数据的误差均可维持在15%以内,两天时间内热泵机组的供热功率误差均维持在±11.6%以内。本文针对太阳能-地源热泵联合供暖系统进行研究,并对系统中两个最主要部件:太阳能集热器及地埋管换热器进行物理和数学建模,分析了外部参数对换热性能和系统经济型的影响,结果表明,在天津地区的供暖季中,集热器倾角为55°、集热器面积为8m~10m时太阳能热水系统可以得到最优的性能和经济性;地埋管入口流速为0.8m/s时系统换热性能最佳,地埋管长度为00m时可以保证系统有最好的经济性。与此同时,土壤导热系的增大对地埋管的换热性能有着积极的影响。本文还对太阳能-地源热泵的几种联合供暖模式进行数学建模,分析了每种模式的运行原理。基于TRNSYS仿真平台对太阳能-地源热泵系统的四种供暖方式进行建模,并分别模拟了每种模式在天津地区典型气候条件下供暖季的运行特性。结果表明,以并联模式运行时拥有最佳的性能和经济性,采用此模式时热泵机组COP为5.03,系统季节COP为4.23;以串联模式A运行时系统的环保效益最好,系统持续运行十年后土壤平均温度仅下降了0.9℃本文通过使用TRNSYS软件建立了一个将串联运行模式与并联运行模式相结合的新系统对太阳能-地源热泵原有系统的运行方式做了优化。优化后的系统较之前单独运行并联模式供暖减少了14.1%的土壤换热量,蓄热水箱供热量增加了65.6%;较单独运行串联模式供暖减少了8.6%的耗电量,并且机组的COP增加了1.6%,系统COP增加了9.1%。