随着建筑能耗占比越来越大,如何降低能耗成为世界相关研究的热点问题。热泵可以获得几倍于消耗能源的热量,在提高能源利用效率上有较大优势。太阳能作为可再生能源,且体量十分巨大。因此提出将微通道换热器代替管翅式蒸发器和太阳能集热器,作为热泵系统蒸发器/吸热器,研究其在热泵系统中的运行特性。使用LATLAB软件对微通道蒸发器热泵系统进行数学建模并进行仿真,通过迭代计算出系统在不同环境温度以及不同太阳光照强度下的蒸发压力/温度、冷凝压力/温度、蒸发器换热量、冷凝器换热量以及系统COP等参数,并将仿真数据与实验数据进行对比,误差在10%以内,验证了模型的准确性。搭建微通道蒸发器热泵热水器系统,对三种不同规格微通道蒸发器进行研究,探究系统在不同膨胀阀控制方式、不同环境温度、不同太阳辐射强度以及复合工况下的系统实际运行性能。还开发了一套以LABVIEW虚拟软件为主的采集系统,对热泵系统运行过程中的蒸发压力/温度、冷凝压力/温度等运行参数进行实时采集并处理。通过调用REFPROP物性数据库,得出各部件的进出口焓值、蒸发器换热量、冷凝器换热量以及制热COP等性能参数,并以折线图的形式进行实时显示。通过对实验结果的分析,在类型Ⅰ微通道换热器下,当系统在室内无阳光环境进行运行时,COP平均为2.3;当系统处于室内复合工况时,COP平均为2.5;当系统处于室外光照环境下时,COP平均为2.6。在类型Ⅱ微通道换热器下,当系统为定开度工况时,1000g充灌量时系统性能较好;当系统为充灌量工况时,定开度与定过热度的系统平均COP为3.8和2.9。但是在水箱温度较低时,定开度控制策略系统性能更好。在水箱温度较高时,定过热度控制可以使水箱达到更高温度。实验结果表明,当系统蒸发侧太阳辐射强度发生突变时,蒸发温度与蒸发压力均发生突变,且突变幅度与太阳辐射强度呈正相关。通过增加挡流板可以有效改善制冷剂分配不均问题,但应适当减少制冷剂从上往下流动方向的微通道片数,从而发挥微通道蒸发器更好的换热特性。