本文通过建立并求解不同太阳能采暖系统的数学模型,计算太阳能集热量及太阳能采暖能耗,由此分析不同采暖系统的经济效益、节能效益和环保效益,指出太阳能热泵采暖的优越性,最终得出最佳采暖方案。首先,介绍了太阳能资源的分布及特点,给出了倾斜面上的太阳辐照度计算方法及以三种不同温度表示的集热器效率方程。提出了太阳能直接采暖、太阳能热泵间接采暖和太阳能热泵交替采暖等三种形式的采暖系统,给出不同采暖系统的运行模式,并建立相应的储水箱数学模型。其次,对热泵系统进行实验研究。通过分析实验数据得到热泵系统的得热功率、制热功率与储水箱水温的关系,从而求解不同采暖系统的储水箱数学模型,再确定不同采暖系统的运行工况、储水箱容积及不同太阳能采暖系统适合的建筑类型,并对天津地区的太阳能集热量及太阳能采暖能耗进行了分析。最后,对太阳能采暖系统进行经济效益、节能效益及环保效益分析得出:无论对于全天采暖还是仅白天采暖的建筑,太阳能热泵采暖系统都要优于直接采暖系统,且采用以电为辅助热源的太阳能热泵交替采暖系统最佳。