为了实现“双碳”目标,农村“煤代替”正在如火如荼的展开。我国太阳能资源丰富,太阳能采暖技术成熟,经济性较好但太阳能采暖存在不稳定的问题;空气源热泵节能环保且不受地域限制,但其在寒冷地区供暖存在制热效率低、运行成本高的问题。为提高太阳能集热器供暖的稳定性并大幅降低空气源热泵供暖的成本,本文提出了空气源热泵辅助太阳能真空管集热器、最大限度利用太阳能供暖的构想。首先,在甘肃省兰州市七里河区魏岭乡绿化村搭建了太阳能真空管集热器-空气源热泵系统,设计了太阳能直供、太阳能热泵供暖、空气源热泵供暖三种运行模式;然后,试验研究了系统在环境温度较高、晴天、阴天、多云四种典型工况下的性能;最后,采用试验结合模拟的方式对系统整个供暖季性能进行研究,评价了系统的经济性、节能性及环保性。主要研究结果如下:（1）在环境温度较高、晴天、阴天、多云四种典型工况下集热器有效得热量分别为92.7k W·h、75.5k W·h、4.1k W·h、49.2k W·h,集热效率分别为 6 7.8%、6 1.3%、2 6.5%、5 5.2%,太阳能热泵平均C OP（性能系数）分别为3.6、3.6、3.4、3.6,空气源热泵平均C OP分别为0、0、2.9、3.1,系统供热量分别为99.2k W·h、113.4k W·h、125.9k W·h、124.8k W·h,系统耗电量分别为22.8k W·h、33.4k W·h、5 0.5k W·h、42.7k W·h,系统太阳能保证率分别为9 3.4%、6 6.6%、3.3%、3 9.4%;系统能效比分别为4.4、3.4、2.5、2.9。（2）在试验的基础上对系统进行建模得到整个供暖季系统性能,太阳能集热器有效得热量6479.3k W·h,系统供热量16529.5k W·h,系统能耗5618.4k W·h。集热器的日平均集热效率最高为6 5.1%,平均值在38.7%左右;太阳能热泵机组日平均COP最高为4.0,平均值为3.5;空气源热泵的日平均COP最高为3.9,平均值为3.2;太阳能保证率最高可达100%,平均值为44.9%;系统能效比最高可达4.9,平均值为2.9;太阳能直供模式占供暖季总时长的17.2%,太阳能热泵供暖模式占43.7%,空气源热泵供暖模式占39.1%,系统利用太阳能时间较长,大大节省了用电量。（3）与空气源热泵及太阳能真空管集热器-电加热供暖系统相比太阳能真空管集热器-空气源热泵系统供暖季运行费用为2809元,比单纯的空气源热泵和太阳能真空管集热器-电加热系统节约32.0%、56.9%;一次能源节约率为64.2%,分别高16.8%、47.4%;系统能效比为2.9,分别高0.9、1.6;CO2减排量可达10597.5 kg,SO2及粉尘减排量均为87.5kg,减排量均分别高36.8%、284.4%。本文根据寒冷地区的气候特点,展开对太阳能真空管集热器-空气源热泵供暖系统的构建及性能研究,以太阳能作为供暖系统的主要热源,以空气能作为辅助热源来解决太阳能供暖不稳定、空气源热泵供暖运行成本高的问题。研究结果证明了太阳能真空管集热器-空气源热泵系统用于寒冷地区供暖的可行性,为寒冷地区供暖提供了一种新的解决途径。