地源热泵系统以土壤作为建筑空调系统的冷热源,是建筑领域可再生能源利用的重要形式之一。在某些地区因冬季、夏季累积负荷不同,长期运行容易造成土壤温度场失衡,降低运行效率。本文基于太阳能供热系统和地源热泵系统的特点,设计了一套适用于寒冷地区建筑物累计热负荷大于累计冷负荷的太阳能耦合地源热泵系统,确保太阳能耦合地源热泵系统运行的可行性、可靠性和经济性,并通过仿真对太阳能耦合地源热泵系统运行工况进行模拟分析和优化。从系统设计出发,阐述了太阳能耦合地源热泵系统的优越性、工作原理、运行模式以及对应的控制策略。以青岛市某办公楼为研究对象,利用DeST软件建模,得到了该办公楼的全年逐时负荷。完成了对太阳能子系统和地源热泵子系统关键设备的选型,对太阳能耦合地源热泵系统中地埋管换热器、热泵机组、蓄热水箱和循环水泵等主要部件的数学模型进行了分析,并基于TRNSYS仿真模拟软件建立了单一地源热泵系统和太阳能耦合地源热泵系统的仿真模型。对系统进行了为期一年的仿真模拟。根据模拟结果将供暖季分为供暖初期、供暖中期和供暖末期,分析了太阳能耦合地源热泵系统的不同工况、不同供暖期的运行特性,对单一地源热泵系统和太阳能耦合地源热泵系统的热泵机组COP、系统COP、能耗和土壤温度的变化等参数进行了对比分析。对太阳能耦合地源热泵系统负荷侧和源侧同时采用变频技术进行了优化运行研究。本文设计了三种运行方案:方案一为系统负荷侧和源侧同时采用定频泵运行;方案二为系统负荷侧采用变频泵同时源侧采用定频泵运行;方案三为系统负荷侧和源侧同时采用变频泵运行。对三种方案的水泵能耗进行分析,方案三的系统总能耗最低,为798139.2kWh;与方案一相比,系统年节省能耗78981.2kWh,节能率达到了9.0%。