由于高效率和环境友好的明显优势,热泵系统已经得到广泛应用如:地源热泵、空气源热泵等热泵系统。然而,我国北方地处寒冷和严寒地区建筑全年热负荷明显高于全年冷负荷;如果采用空气源热泵系统,在冬季运行制热时,北方室外温度很低会造成蒸发器结霜的现象,不利于热泵系统运行,制热性能变差,甚至系统无法运行;如果采用土壤源热泵会造成热泵系统从土壤侧取热量和排热量失衡,形成土壤侧积冷,长期运行会使土壤平均温度下降,随之热泵能效比会下降甚至无法运行。通过优化地埋管换热器结构虽会使土壤热量失衡得到改善,温度下降有所缓解,但仍无法从根本上解决问题。如果能建立与土壤源热泵复合运行的系统(如:太阳能集热器、锅炉、空气源热泵等与土壤源热泵建立复合运行系统),利用两种能源的优势互补,可实现降低GSHP系统的初始成本,同时提高系统综合效率。考虑到土壤取热和排热平衡原理,本文提出空气源蓄热式土壤源热泵复合系统,采用空气热交换器向土壤蓄热。在TRNSYS软件模拟平台上建立了空气源蓄热机组、土壤源热泵机组、地埋管换热器、水泵、建筑负荷等的数学模型,对该复合系统进行为期十年的动态仿真模拟。根据TRNSYS模拟结果,对系统的设计和运行策略进行优化和改善。结果表明:空气侧换热器在高效时段运行,将空气中的热能通过地埋管内介质蓄存到埋管换热器周围的土壤之中,可有效解决北方地区单一土壤源热泵同时承担冷热负荷所引起的土壤吸、排放热量不平衡问题;此外,整个运行周期内空气热交换器、土壤源热泵均高效稳定运行,复合运行系统供暖综合能效比在2.483左右,方案整体可行。