随着北方地区雾霾问题的凸显,为推动清洁能源、可再生能源等资源的利用,为推动农村供暖技术发展、保留北方农村居民习惯的生活方式,根据农村使用的传统火炕供暖方式以及农村地区太阳能、生物质能资源的情况,设计一套包含以改造火炕作为供暖末端的完整的太阳能生物质能多能互补的农居供暖系统。本文主要研究内容首先参考传统农村火炕的形式,结合热水盘管供暖的方式,对传统火炕进行设计改造,通过理论分析对改造炕的结构形式进行设计,提出一种将烟道与水暖盘管结合并且利用两种热源供暖为特点的改造炕,利用Airpark软件模拟一定炕面温度下(28℃)农居卧室内的温度分布,模拟结果建筑物模型室内基本温度可以保持在16℃~18℃左右,证明利用火炕对卧室内供暖效果可以满足供暖需求和人体的舒适温度。然后设计了一整套以太阳能生物质能互补的农居供暖系统,主要由太阳能集热系统、生物质气化炉辅助热源系统、末端供暖系统、蓄热系统等组成,通过理论设计计算出各部分设备参数,利用计算得出的参数在TRNSYS软件中建立供暖系统的模型,在以辽宁沈阳的气候条件下模拟一个典型农村建筑供暖季时系统的运行情况,模拟结果显示,太阳能供热量可以提供整个供暖季耗热量需求的36.2%,利用辅助热源生物质气化炉补充剩余需求,模拟条件下各节点水温相对平稳,整个供暖季过程中集热器出口平均温度50~55℃,蓄热水箱平均温度40.5℃。系统供暖末端进水温度平均45.6℃,回水温度约为37.4℃,系统供回水温差在整个供暖季中平均8.2℃左右,证明在模拟条件下该供暖系统可以满足农村居民的冬季采暖使用。利用模拟软件对系统的设计进行优化,通过模拟双热源串联并联及不同集热器面积参数得出的结果分析,利用双热源并联的设计及调整集热器面积参数可提高太阳能系统供热量在总需求中的占比,最后通过计算分析系统的成本、供暖季的运行费用和污染物排放量,证明该系统对于农村地区具有一定的经济适用性,而且节能环保,对空气污染问题可以起到积极作用。本文为传统火炕的更新改进、农村地区太阳能及生物质能的利用、北方农村供暖系统的研究提供了一定的参考价值。