国际能源署数据显示,2018年全球终端能耗的50%是以热能的形式消耗,供热占全球二氧化碳排放量的40%。仅考虑工业和建筑终端用能,热能同样消耗了我国50%以上的终端能耗。有效利用太阳能-空气源热泵满足供暖、热水供应等需求,将有助于我国实现绿色发展和碳中和目标。当前针对太阳能-空气源热泵联合系统的性能评价和参数优化主要基于特定地区、特定用热负荷进行。而同一个系统应用于不同地区和负荷条件时,其性能指标和设计运行参数的优化值将发生变化。为了实现系统与地区、负荷的最佳匹配,本课题基于TRNSYS软件,针对办公建筑,进行太阳能-空气源热泵供热系统的地区和负荷适应性研究。首先,利用DeST软件分别针对北京、拉萨、沈阳和哈尔滨四个地区某典型办公建筑的供暖热负荷进行模拟分析,并计算了相应的热水供应热负荷。结果表明,北京、拉萨、沈阳和哈尔滨四个地区的供暖热负荷差距较大,四个地区供暖热负荷分别为709.9kW、309kW、990.9kW和1108.1kW。根据规范,计算得到办公建筑的热水供应负荷为20.33kW,四个地区供暖联合热水负荷分别是730.2kW、329.4kW、1011.2kW和1128.5kW。基于计算结果设计了仅供暖热负荷和供暖联合热水供应两种负荷条件系统。其次,介绍了太阳能-空气源热泵联合系统主要部件的数学模型,包括倾斜面辐照量、集热器、蓄热水箱、空气源热泵。分析了太阳能-空气源热泵联合系统运行控制策略数学模型,包括太阳能集热器侧、空气源热泵和供暖水泵的运行控制。并依据规范计算相关设计参数。基于TRNSYS平台,根据主要部件的数学模型和设计参数,对应两种负荷条件,分别搭建了北京、拉萨、沈阳和哈尔滨四个地区太阳能-空气源热泵联合系统仿真模型。接着,基于TRNSYS仿真模型,获得北京、拉萨、沈阳和哈尔滨四个地区两种负荷条件下的运行特性,分析了系统能效,包括集热效率、太阳能保证率、空气源热泵COP和系统COP。结果表明,系统能效由高到低依次排序是拉萨、北京、沈阳和哈尔滨。同一地区中,供暖负荷条件下系统的太阳能保证率、空气源热泵COP和系统COP较供暖联合热水供应热负荷系统高,集热器效率较供暖联合热水供应热负荷系统低。最后,基于北京、拉萨、沈阳和哈尔滨四个地区两种负荷条件,针对太阳能-空气源热泵联合供热系统的集热器面积、空气源热泵额定制热量、蓄热水箱体积和集热器倾角四个参数进行优化研究。优化后,费用年值由高到低依次是哈尔滨、沈阳、北京和拉萨;在同一个地区中,供暖负荷条件下的费用年值较低。在采暖负荷条件下,北京、拉萨、沈阳和哈尔滨费用年值分别降低的百分比是21.06%、25.92%、33.68%和26.59%,在供暖联合热水供应负荷下降低的百分比分别是20.26%、20.09%、33.48%和26.53%。