空气源热泵在严寒条件下单独供暖容易出现能效过低或结霜等问题,而单纯的太阳能供热系统的性能又经常受到天气的影响而波动,如果将二者进行复合,则可以在一定程度上对各自的缺陷进行弥补。并且同时可以制取热水来完成富余的太阳能的储存,从而解决太阳供能的间歇性。本文即围绕这一原理来展开相关工作。本文提出了一种太阳能热泵系统,该系统为间接膨胀式,采用了混合连接,针对不同的天气状况设计了相应的五种工作模式,给出了具体的控制方式,以满足房间供暖、供热水的要求。本系统在日间天气较好时通过空气集热器直接加热空气给房间供暖,也可以使用空气源热泵供暖,当日间气温很低时,则需要使用空气集热器加热过的环境空气来作为热泵的热源;本系统在夜间一般以空气源热泵来供暖,气温较低时则使用蓄热水箱中的热水来供暖,或者将热水作为热泵的热源来供暖。本文建立了系统的仿真模型,并确定了各个部件的参数,选择长江中下游流域地区的气象参数、在整个供暖季期间对系统的运行进行了仿真,得到了系统各个供暖模式每日与每月的运行参数、系统制取热水时每日与每月的运行参数。仿真结果显示本复合供能系统每月的平均供暖能效在5.1到6.7之间,性能良好,月平均供热量在1754到2351kW?h之间,能够满足房间热负荷的需求。系统在制取热水时,月产热水量在14335到22045kg之间,制热水的月平均能效在2.6到13之间,性能良好。根据所设计的系统,针对空气源热泵与太阳能空气集热器的复合、空气源热泵与太阳能水集热器的复合选取某一天进行了实验,实验结果显示系统整体的供暖能效在4到7之间,与仿真结果大致吻合。