随着城镇化发展,我国建筑已完成节能三步走目标,低能耗居住建筑改造将成为未来节能改造的重要方向。本课题提出一种太阳能-空气-污水多能互补系统,从系统性能与能耗分析、控制策略、系统的气候分区适用性及经济性分析等方面全面讨论该系统在既有居住建筑低能耗改造中的适用性。首先,本课题对多能互补系统各部分进行选型设计,对一典型城镇居住建筑,根据设计标准确定了供热及生活热水负荷,进而设计了太阳能集热系统、空气源热泵系统和污水废热回收及污水源热泵系统。利用能耗仿真平台TRNSYS建立系统模型,并利用实验数据验证仿真系统模型可靠性。其次,利用系统仿真模型,分析主要运行参数与设备参数对各个分系统及总系统运行性能的影响,确定各个分系统的能量比例来源,并给出多能互补系统各个分系统设计建议。结果表明,太阳能集热器宜优选流量范围下限。在保证太阳能集热器出口温度满足要求的前提下,进一步降低太阳能系统流量能够有效提高太阳能集热量、集热效率,并延长太阳能系统开启时间。对于空气源系统,在满足储热水箱热水温度及热水保证率的前提下,可以适当减小空气源热泵系统制热量选型,充分利用水箱的储热性能。对于污水源热泵,需要综合考虑分层水箱的水箱温度和蓄热量,再确定热泵制热量选型。随后,针对多能互补系统的控制策略进行适用性分析。以系统集热量、供暖保证率和生活热水保证率作为评价指标,分析不同用能规律下的适用性。仿真了在不同供热调节策略下多能互补系统的节能效果,并提出一种“质-量”的供热调节策略,指出其在本系统中的应用的可能性。优化各子系统的启停策略,并提出生活热水优先策略。结果表明太阳能系统的集热量主要受到上限温度影响,开启时间受上限和下限温度的共同影响,集热效率相关量主要受到下限温度的影响,调研结果[5,2]的上下限温度与仿真优化的结果大致相符。最后,对包括太阳能-空气-污水多能互补系统在内的六个系统进行了气候分区适用性与经济性分析,给出三个气候分区典型城市下能源系统选择的建议,旨在为未来的多能互补系统设计提供参考和优化方案。