本课题以南京市地区的气候特点,研究了一种多功能空气源热泵热水机组,该机组在普通空气源热泵的基础上,系统增设热水箱,使得机组实现制冷、制冷兼制热水、制热和制热兼制热水等多种运行模式。该多功能空气源热泵解决了普通空气源热泵机组在全年运行时不能在制热(制冷)时提供生活热水的问题,同时对冷凝废热进行回收制得免费热水,起到水冷冷凝作用,使机组在夏季高温工况下运行更高效。本文以多功能空气源热泵热水机组为研究对象,制定该机组实验台的合理实验方案,通过实验得出数据结果,并根据该实验结果分析空气源热泵热水制备机组在南京市地区的运行特性和影响机组运行的因素,针对所发现的问题探讨系统运行方式的优化措施。为研究空气源热泵热水机组的运行特性,本课题对该机组在夏季、过渡季节和冬季不同工况下的不同运行模式下分别进行了实验。机组在夏季制冷加制热水模式下,水箱内制热水的吸热量是由回收的机组冷凝废热提供的,是完全免费的,机组末端形式有两种:在风机盘管供冷时机组平均EER高达5.4,在地板辐射供冷时机组平均EER为5.8。两种末端形式下,机组把一箱200L的水由30℃加热到50℃都约需30min。机组在过渡季节只供生活热水模式时机组制热效率受室外气温影响较大,在过渡季节机组加热一箱200L水由15℃到50℃约需要45min,机组EER平均值为3.35。在冬季机组有两种运行模式:一种为单独制热模式,该模式下机组加热相同体积的水温度由10℃到50℃约需要1.3h,机组EER平均值为2.72;另一种为制热同时制热水模式,风盘末端形式供暖加制热水模式机组平均EER为2.34,地板辐射末端形式供暖加生活热水模式机组平均EER为3.39,加热时间需1.5h。实验证明,多功能空气源热泵热水机组在不同工况及模式下都可以稳定运行,机组运行能效比较高,节能效果显著。另外,本课题用软件MATLAB编写了多功能空气源热泵热水机组的数学模拟程序,并进行仿真模拟计算。模拟结果表明,多功能空气源热泵热水机组的全年能效比平均为3.85,通过对多功能空气源热泵系统进行优化,夏季机组的热回收不仅可以制得免费热水并且起到水冷冷凝作用,冬季机组热水箱结合小温差的地板辐射供暖等措施,大大提高了机组运行效率。在对机组的模拟结果进行经济性分析后,结果表明机组制得生活热水的全年运行费用是普通电加热热水器的17%,是燃气热水器的36%,具有可观的市场前景。