在当前“双碳”目标下,住宅用能设备的高效化是降低碳排放的措施之一。空调设备是住宅用电设备中的耗能大户,因此结合太阳能开发高能效的空调设备来降低能耗,是当前形势所需。基于此目标,太阳能-空气源热泵耦合供能系统充分利用了可再生能源,不仅解决太阳辐照强度弱等气候条件下依赖电加热满足生活用水的弊端,又可以通过高效设备满足供冷（暖）供生活热水需求。本文以长江流域典型城市武汉为研究地点,针对居住建筑开展调研,确立一套典型住宅户型,使用Energy Plus软件建立与户型相匹配的五种典型家庭用能模型。利用TRNSYS软件建立太阳能-空气源热泵耦合供能系统仿真模型,模拟计算全年逐时运行参数,并与相关实测和文献数据进行对比,验证仿真模型的准确性。本文使用SPSS软件设计正交试验方案,对系统的不同组合开展分析,研究耦合供能系统中部件及控制参数对系统性能的影响程度;通过GENOPT软件中虎克-捷夫算法对该系统进行经济性寻优。最后,建立太阳能热水系统、空气源热泵热水系统等两种可再生能源供能系统的仿真模型,分析不同供能系统间的性能与经济性差异。用能模型仿真结果表明,居住建筑典型用能模型的单位面积耗冷量介于29.35～40.76 k W·h/m~2之间,单位面积耗热量介于29.03～38.68 k W·h/m~2。耦合供能系统仿真模拟结果与实测和文献数据的偏差均在可接受范围内,仿真模型可靠;各户型系统的太阳能集热器年集热效率在37.8%～41.8%之间,全年能源消耗效率在3.83～4.70之间,耦合供能系统可再生能源利用率较高。正交试验结果表明,当以系统APF作为试验指标时,各试验因素对系统性能影响程度的主次顺序为:系统供水温度＞集热器面积＞贮热水箱容积比＞集热器倾角。在两居室用能模型上,与其他可再生能源供能系统相比,耦合供能系统每年可减少碳排放约182.1～745.2kg CO2,系统节能效益显著;与其他三种常见供能方案相比,耦合供能系统的费用年值最少,投资回收期小于系统生命周期,系统经济性良好。