近年来环境污染和能源短缺问题日趋严重,其中建筑耗能对其“贡献”颇大。在建筑能耗中,村镇住宅采暖耗能占很大一部分。基于上述问题,在充分考虑建筑节能的情况下,本文提出了适合于寒冷地区的太阳能与沼气互补型采暖系统,在整个采暖期内形成能源互补,实现冬季供热的相对稳定。本文以河北省秦皇岛市某村镇的一栋单体住宅为例,首先对系统进行了设计计算,主要内容包括:建筑物的热负荷、地板辐射采暖系统的供回水温度和盘管间距、沼气池容积和池内加热盘管的设计、集热器面积、蓄热水箱容积、沼气热水器、循环水泵等。然后对所设计的系统进行了实验研究,分析了系统的运行情况,并对室内热环境、集热器集热状况和沼气产生系统进行了详细分析。同时,利用TRNSYS软件对系统进行了建模分析,与实验测试结果进行对比分析得出结论。并利用FLUENT软件对沼气池周围土壤的温度分布进行了模拟分析,得出对沼气池外表面进行保温和将沼气池置于蔬菜大棚内对沼气池散热量的影响。最后对系统进行了评价,评价内容包括:经济效益、节能效益和环境效益,得出其节能效益和环境效益显著。利用TRNSYS软件对其集热器安装角度、集热器流量、蓄热水箱容积和集热器面积进行了优化。