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建立以太阳能利用为主体的建筑供能体系,对实现我国建筑节能减排、推动绿色建筑发展具有重要意义。常规的太阳能利用方式存在供热稳定性差、太阳能利用效率低等问题,极大地限制了其在建筑领域的广泛应用。相比之下,太阳能光伏光热（PVT,Photovoltaic-thermal）热泵系统兼具制热和发电功能,且具有较好的制热稳定性和较高的太阳能综合利用效率,极具开发和应用潜力。现有PVT热泵系统虽然可以同时承担建筑的用热与用电需求,但无法满足建筑的用冷需求,因此难以广泛用于建筑领域,在此背景下,同时具备制热、发电和制冷三种功能的PVT热泵热电冷联供系统便应运而生,并展现出了明显的技术优势。然而,当该系统在气温较低、太阳辐射较弱的不利环境条件下制热时节流损失严重、制冷剂循环流量较小,制热性能存在不足,而且该系统在蓄冰工况下的制冷性能同样有待提升。为此,本文从热泵系统循环的角度出发,提出了中间补气型PVT热泵热电冷联供系统（简称为中间补气型PVT热泵系统）,并对该系统的制热、发电和制冷性能开展了系统且深入的试验研究和理论分析。首先,为研究中间补气型PVT热泵系统在实际工况条件下的运行性能,本文基于该系统的功能部件构成和工作原理,开发、设计并建立了中间补气型PVT热泵试验系统;在此基础上,分别对该试验系统在制热水工况和冬季供暖工况下的制热和发电性能、以及夏季夜间制冷工况下的制冷性能开展了试验研究,结果表明,在制热水工况试验期间,系统的平均发电效率和COP分别为13.20%和3.10（冬季）以及13.06%和5.20（夏季）;在冬季供暖工况试验期间,系统的平均COP为2.65;在夏季夜间制冷工况试验期间,系统的平均EER为2.12。其次,为合理确定中间补气型PVT热泵系统经济器的换热面积,研究各环境参数对系统制热、发电和制冷性能的影响规律,本文建立了该系统的性能仿真模型,并对该模型的准确性进行了试验验证;利用该仿真模型,本文对中间补气型PVT热泵系统开展了相应的优化和性能分析;结果表明,一是,通过增大经济器的换热面积能够有效提升系统的制热和制冷性能,且该系统的最优面积排量比（经济器换热面积与压缩机排量之比）为5.63×10-2h/m;二是,室外气温的升高和太阳辐射的增强,对系统的制热性能有着极大的促进作用,且系统COP与室外气温和太阳辐射照度均近似于线性正相关关系;三是,在制冷工况下,室外气温和天空有效温度的上升会对系统的制冷性能产生不利影响,风速的增大则可以提升系统的制冷性能,但当风速在2m/s以上再进一步增大时,其对系统制冷性能的提升效果不再明显;四是,天空冷辐射是PVT组件最主要的散热方式,并且室外气温越高、风速越低,天空辐射散热量在PVT组件总散热量中的占比也越大,且最高可达70%以上。第三,为定量分析中间补气型PVT热泵系统的性能优势,本文仿真对比了中间补气型PVT热泵系统与采用单级压缩循环的常规PVT热泵系统的制热和制冷性能;结果表明,在同等配置和相同的环境条件下,与常规PVT热泵系统相比,中间补气型PVT热泵系统的制热性能具有明显优势,制热功率和COP的升幅分别可达30%和15%以上,且系统所处的环境条件越恶劣,中间补气型PVT热泵系统的制热性能优势也越明显;此外,中间补气型PVT热泵系统的制冷性能也相对较好,制冷功率和EER的升幅分别可达25%和12%以上,且系统所处环境中的气温越低、风速越大,与常规PVT热泵系统相比,中间补气型PVT热泵系统的制冷性能优势也越明显。第四,为满足中间补气型PVT热泵系统工程应用选型设计计算需求,本文提出了用于计算系统制热和制冷性能的10系数计算模型;利用该计算模型,本文对大连地区供暖期系统的制热性能和空调期系统的制冷性能进行了计算和分析,结果表明,在该地区供暖期93%以上的时间内,中间补气型PVT热泵都能够可靠运行,系统的平均COP为2.40,在该地区的空调期夜间,系统的平均EER为2.68。最后,本文提出了适于研究PVT热泵系统供热/供冷能力和建筑用热/用冷需求之关系匹配程度的评价指标——度日供暖保证率和度日供冷保证率;基于该评价指标,分析了中间补气型PVT热泵系统装机容量与居住建筑供暖空调面积之间的适用匹配关系,结果表明,在兼顾居住建筑供暖和制冷需求的前提下,对于所选取的沈阳（严寒）、北京（寒冷）和武汉（夏热冬冷）地区,系统单位装机容量宜匹配的建筑供暖空调面积分别为17m2、31m2和25m2;最后,本文得到了系统装机容量与我国25个省份和直辖市（除夏热冬暖地区和温和地区以外）居住建筑供暖空调面积的适用匹配结果,并基于此分析了中间补气型PVT热泵系统的地区适应性,结果表明,该系统较宜应用于我国中部地区,而且在我国西藏地区的建筑供暖方面也具有较大的应用潜力。本文研究对进一步改善和提高PVT热泵系统的制热、制冷性能及其运行可靠性,具有重要的理论意义;对开发大型高效PVT热泵系统、促进PVT热泵技术的市场化应用和产业化发展,以及我国绿色建筑和可再生能源行业发展,具有重要的现实意义。