本文在分析太阳能热泵、土壤源热泵及联动供热特点的基础上,提出了一种新型的节能系统:太阳能—土壤源耦合热泵系统。由于太阳能照射强度具有随季节性变化的特点,非采暖季太阳能辐射强度通常较高。通过对不同时段太阳辐射强度的监测,在进行数据分析的基础上,建立了太阳能集热器数学模型,制定了实验测试方案。主要研究在多孔介质中蓄热过程的传热传质特性,分析了土壤热惰性、不同岩层岩石特性、非均质性以及地下水径流对热传播半径的影响等特点,提出了在非采暖季进行土壤蓄热的理论和可行性。在实验研究中,通过对非采暖季太阳能蓄热过程的监测,分析了通过土壤蓄热达到提高土壤温度,提高热泵系统的性能指标的可行性和经济性。本文重点研究了太阳能-热泵耦合系统运行模式的节能效果,并结合实验数据建立了系统的热泵机组数学模型、土壤换热器数学模型。安装了井下土壤温度测试探头,搭建的太阳能—土壤源耦合系统实验台,可实现系统蓄热、太阳能热泵、太阳能—土壤源耦合热泵、土壤源热泵等多种循环运行模式。通过非采暖季为时一个月的太阳能—土壤蓄热实验,供暖期太阳能辅助土壤源热泵供暖、太阳能—土壤源热泵联合供热、土壤源热泵独立供暖的实验,对实验数据进行了全面分析,并根据所得实验数据验证了数学模型的正确性。针对供暖季采用串联模式和并联模式供暖进行了优化分析,在理论模型的基础上编制了模拟计算软件。结果表明:对于小规模供暖用户,串联供暖模式经济效益较差,不可行;并联模式较单独用土壤源热泵进行供暖效果较好,在供热负荷确定的情况下,太阳能集热器面积存在一个最优值,系统费用年值最小,运行方案最优。