一种综合利用太阳能和空气能的供暖空调系统及运行方法，属于热泵供暖空调技术领域。该系统由太阳能集热器、季节性蓄能装置、夜间蓄能装置、第一热交换器、第二热交换器、空气源热泵冷热水机组和水源热泵热水机组等组成。太阳能集热器用于收集太阳能存在季节性蓄能装置中；空气源热泵冷热水机组根据室外环境空气温度情况单独运行，或与水源热泵热水机组联合构成双级耦合热泵系统运行。系统供热时优先利用夜间蓄能装置储存的热量，不足热量由季节性蓄能装置储存的能量进行补充。本发明实现了太阳能和环境空气热能的高效利用，利用低谷电蓄热和蓄冷，具有较好的经济性，适用严寒或寒冷地区距集中供热热网管线较远且对大气环境要求严格的地区。