能源短缺与日益恶化的环境污染问题要求人类用技术创新和强烈的责任意识支撑起环境的可持续发展。在暖通空调领域，在满足人类健康、舒适度要求的前提下，优化能源结构，提高能源利用率显得尤为迫切。太阳能热泵与地下水源热泵的联合利用，既能克服太阳能热泵的不稳定性，又可减少地下水的使用量和潜水泵功耗，使两种技术优势互补，具有良好的发展前景。本文针对天津市一单层独立房间，搭建了冬夏两用的太阳能-地下水源复合热泵多能互补供能实验台。实验系统设有专门的自控系统，可以实现两种热源的自动切换，并可使用户根据自身需求调节房间温度。在对冬、夏季工况实验研究的基础上，分析了多能互补供能系统的系统COP、一次能源利用率、环境效益及全年经济性，结果表明：冬季工况下，井水供水温度由9℃上升到16℃的过程中，每升高1℃，热泵机组COP和系统COP分别上升3.43~4.52%和2.22~2.63%；夏季工况下，井水供水温度由18℃上升到26℃的过程中，每升高1℃，热泵机组COP和系统COP分别下降3.38%~5.67%和1.83%~2.34%。相同采暖工况下，太阳能负荷承担率为27%的多能互补供能系统比地下水源热泵单独采暖系统每天节省井水使用量0.051m~3/m~2，节电4.42%。室内温度每升高1℃，供回水温度为80/60℃的散热器系统比低温地板辐射末端系统的单位采暖面积能耗低约49%。对于有老人、小孩居住，且采用可再生清洁能源热泵系统进行采暖的建筑，散热器低温运行系统比低温地板辐末端更有优势。相同采暖工况下，与传统供能系统相比，随着太阳能负荷承担率由0变化到100%，多能互补供能系统的年平均节能率为29%～38%，其一次能源利用率可提高11%~84%，其费用年值由52.45元/m~2增加到98.80元/m~2，而传统供能系统的费用年值为72.40元/m~2。实际应用中应综合分析一次能源利用率、环境效益和费用年值，选择最佳的太阳能集热器面积。太阳能-地下水源热泵多能互补供能系统具有良好的节能性和经济性，本文的研究对地下水源热泵技术、太阳能热泵技术及其两者联合应用技术的模型建立和实际工程应用具有指导意义。