针对我国农村地区住宅建筑分散不利于集中供暖和以燃煤为主的取暖方式带来的环境污染等问题,在国家倡导的清洁取暖政策下,本文结合太阳能和热泵利用技术,建立太阳能热泵热水系统,以满足农村地区冬季供暖需求。由于不同地区的太阳能资源和气候条件存在差异,系统的适应性是其应用和推广的重要考量因素。本文通过模拟研究,分析该系统在不同气候区的适用情况,并从配置和控制策略上对系统做进一步的优化。首先,在现有的研究基础上,构建一种串联非直膨式太阳能热泵热水系统,分析系统的不同供暖模式,确定系统中太阳能集热器、蓄热水箱、热泵等部件的容量。利用TRNSYS软件建立系统仿真模型,为反映实际运行特性,通过配置系统控制策略,实现其在不同条件下供暖模式的自主切换。此外,在太原市搭建系统实验台,通过实验与模拟数据对比,计算运行过程中蓄热水箱内温度和热泵功率的平均误差分别为1.5%、2.6%,验证了模型的准确性。其次,根据《民用建筑热工设计规范GB50176-2016》中的设计原则,在冬季需供暖的严寒、寒冷、夏热冬冷地区选取了七个典型地点:嫩江、哈尔滨、沈阳、太原、郑州、武汉、重庆,进行建筑的逐时热负荷计算。在此基础上,选定系统中各设备容量大小并进行全年动态仿真模拟。从可行性、节能效益、经济效益、环保效益方面评价系统在各地区的适应性,得出利用太阳能热泵热水系统供暖的适应性地区依次为:寒冷地区>严寒地区>夏热冬冷地区。最后,对太阳能热泵热水系统进行了优化研究,确定不同气候区系统集热器的最佳安装倾角、热泵机组容量、蓄热水箱容量,并从控制上优化系统的蓄热温差,使得系统运行更加经济合理。本课题的研究可作为农村各地区开展太阳能热泵热水系统应用时的参考,对推动清洁供暖、改善人居环境具有一定的指导意义。