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随着世界经济快速发展,能源紧缺和环境恶化已成为全球性问题,各领域越来越重视对可再生能源的开发利用。制备生活热水的能耗是我国居住建筑能源消耗的重要组成部分,随着生活水平提高,这部分能耗还会继续增长。直接膨胀式太阳能热泵热水系统的集热器蒸发器部件与空气自然对流换热,对流换热系数较低,所需换热面积非常大;现有太阳能辅助空气源热泵热水系统是在空气源热泵热水系统(ASHP DHW系统)和太阳能热水系统(SDHW系统)两套系统基础上组合而来,布置面积过大、布置欠灵活。为解决上述问题,本文提出太阳能/空气能蒸发集热器部件可同时吸收太阳能与空气能,且该部件与空气强制对流换热,对流换热系数高,所需换热面积小;通过该部件构建了太阳能/空气能热泵(SASIHP),进而组成太阳能耦合空气源热泵一体化热水系统(SASIHP DHW系统)。SASIHP DHW系统占地面积小、外露管线少,且兼顾了ASHP DHW和SDHW两个系统的性能优势,这对降低热水能耗,促进建筑节能具有重要实用价值和意义。为验证SASIHP DHW系统的性能优劣,以太原地区居住建筑生活热水用户为研究对象,利用TRNSYS软件搭建SASIHP DHW系统和ASHP DHW系统,SDHW系统的仿真平台,分析对比SASIHP DHW系统和其他热水系统的系统COP、耗电量变化情况,对比其节能性。模拟结果表明:SASIHP DHW系统年度耗电量为646.09 kWh,较SDHW系统的2204.49 kWh减少70.7%,较ASHP DHW系统的711.07 kWh减少9.14%。SASIHP DHW系统ACOP(年均COP)为4.12,较ASHP DHW系统的3.69提高11.7%。在最有利工况7月22日,SASIHP的DCOP(日均COP)为6.02,较ASHP的4.9高出22.9%;耗电量为1.16kWh,较ASHP的1.42kWh降低18.31%。在最不利工况1月6日,SASIHP的DCOP为2.73,较ASHP的2.67高出2.25%;耗电量为2.55kWh,较ASHP的2.62k Wh降低2.67%。SASIHP系统性能较好,节能优势明显。搭建SASIHP DHW系统、ASHP DHW系统和电热水系统的实验装置,测试它们在太原地区各季节典型气象条件下的运行性能,并验证模拟结果的正确性。实验结果表明:SASIHP DHW系统的耗电量较其他两种系统低。夏季典型日SASIHP DHW系统COPH都较高,均在5.5以上,相对ASHP DHW系统COPH提高百分比均在20%以上。过渡季节典型日SASIHP DHW系统COPH虽不是特别高,但都在4.09以上,相对ASHP DHW系统COPH提高百分比均在12%以上。冬季典型日除1月6日低温高湿易结霜工况SASIHP DHW系统COPH为2.72,相对ASHP DHW系统COPH提高百分比为2.25%外,其他测试日SASIHP DHW系统COPH都在2.9左右,COPH提高百分比均在7%以上。实验值与仿真模拟值误差均在±10%以内,因此仿真模拟基本满足要求,所建立的数学模型也是正确的。