目前,以化石燃料为基础的建筑供暖仍然主导着我国建筑供暖行业,随之而来的二氧化碳和空气污染物的排放导致环境污染和相关的呼吸系统疾病越来越严重。清洁供暖是目前改善大气污染的主要手段之一,对于居住在中国北方的居民来说,他们迫切希望通过实现清洁供暖来改善其赖以生存的居住环境。太阳能资源作为一种可再生能源,其清洁、无污染的特点使其成为清洁供暖舞台上不可或缺的一种能源。考虑到太阳能单独使用的不稳定性,工程上通常将太阳能供暖与其他供暖系统相结合以构成复合供热系统。对于远离城镇供热管网的农村建筑而言,分散式的空气源热泵供暖是目前清洁供暖改造的主导方向。但空气源热泵在寒冷天气下存在反复结霜融霜等缺陷,导致供暖能耗高,室内舒适性差等问题。因此集中太阳能与空气源热泵的各自优势,组成复合供热系统,可以弥补二者各自独立运行的不足,满足农村建筑供暖需求,是农村清洁供暖可选方式之一。然而,要合理设计开发太阳能-空气能复合供热系统,需要了解在不同农村建筑屋面可利用的太阳能资源,以及可以应用于工程项目的复合系统设计模拟软件。基于此背景,本文对太阳能辅助供热系统潜力评估方法展开研究并开发了适用于工程应用的设计模拟软件。本文利用GIS空间分析法建立了建筑屋顶太阳能资源供热潜力评估模型。以山东省济南市彩石镇建筑群为研究对象,从太阳能资源的理论潜力、地理潜力以及技术潜力等层面上对当地既有建筑物屋顶可用的太阳能光热资源进行了评估。结果表明,彩石镇现有的建筑层数为3、5、6层的住宅建筑,其屋顶日均集热量占建筑热负荷的比例分别为40%、24%、20%,都有采用太阳能进行辅助供暖的潜力。而建筑层数为17、18层的住宅建筑,其屋顶日均集热量仅占建筑热负荷的6%。因此,对于楼层高度低于6层以下的有供暖需求的住宅,可以考虑采用太阳能进行辅助供暖。针对新型农村建筑特点,设计了并联式太阳能-空气能复合供热系统。同时,建立了该系统主要设备的数学模型和控制策略,开发了适合于工程应用的复合系统设计模拟软件。本软件开发利用JAVA语言编写了系统模拟流程代码,设计了用户友好的软件界面,以对话框的形式使用户更容易操作,使工程技术人员可以免除复杂的理论推导和计算,可以方便地进行复合系统的设备选择及优化设计。该软件主要有两大功能:其一是对已存在或已设计的太阳能-空气源热泵复合供热系统进行全生命期的性能模拟;其二是根据用户提供的集热器铺设面积范围以及给定的设计温度,以全生命期的费用为目标函数,对太阳能集热器的面积进行最经济的优化设计。最后,本文选取实际工程实例设计了太阳能-空气能复合供热系统,并使用本文开发的设计模拟软件对设计的太阳能-空气能复合供热系统进行了模拟。同时,在TRNSYS平台中也搭建了该并联式复合供热系统的模型,将TRNSYS模拟结果与本文开发的设计模拟软件的模拟结果进行对比验证,二者误差在可接受范围内,因此验证了本文开发的软件模拟结果的正确性。通过设计模拟软件的开发,实现了太阳能-空气能复合供热系统设计的可视化操作,可为工程设计人员提供设计参考工具。