北方村镇建筑清洁供暖改造潜力很大。据此分析了北方典型农宅的现有的供热方式及存在的问题,结合山东省电力充足及太阳能资源丰富等优势,进行了电力驱动热泵与太阳能互补供暖技术研究。提出了集制冷、供暖及供热水一体化的双低温热泵与太阳能互补供暖系统(该系统已申报备批国家发明专利)。该系统主要包括双低温源热泵机组、集热系统以及用户侧装置,其中空气源蒸发器和水源蒸发器为热泵机组的两个并联布置的蒸发器,可以通过切换阀门实现在不同工况下热源的转换机制。以山东济南的典型农宅为背景,阐述了双低温热泵与太阳能互补供暖系统的原理以及控制策略,提出了两种供热水模式、三种供暖模式以及一种夏季制冷模式的运行方式。并建立系统模型,采用TRNSYS对典型农宅的供热水以及供暖模式进行模拟研究,研究结果表明,该系统的性能明显高于其他传统系统。针对系统的供暖效果的研究,分别从初冬和初春、中冬、深冬典型标准天模拟分析,结果显示三种运行策略的供水温度均超过43℃,温度最高时可达到60℃。相比较中冬标准天供暖模式,深冬标准天供暖模式的耗电量减少了17.7%。分析比较最冷月双低温源热泵与太阳能互补供暖系统和单独热源的空气源热泵供暖系统,发现互补供暖系统的耗电量少而且更能保证供暖效果。进行了供暖系统优化研究。将太阳能集热器的面积与蓄热水箱的容积大小作为优化该系统设计的影响因素以达到系统经济性的最优值。对采暖季的集热面积比与空调负荷率的关系进行分析,采用经济性评价确定最优集热器面积,并综合考虑耗电量、COP、供暖效果等因素,最终确定应当选择山东济南地区集热面积比为12%、70-80L/㎡的集热系统蓄热水箱的容积,实现了双低温源热泵与太阳能互补供暖系统的经济性和技术性最优化。研究的电力驱动热泵与太阳能互补供热技术及其优化容积方案,对北方村镇建筑清洁供热改造具有理论与应用价值。