随着科技不断发展，居民生活水平日益提高，能源消耗持续增加，能源价格居高不下，环境污染、资源浪费等问题日渐突出。节能减排作为实现能源节约、控制污染和提高能源利用效率的重要手段，已成为解决环境问题并延长新能源寻求时间的有效途径。热泵技术作为一种对低品位能源进行回收再利用的技术，在节能减排方面得到了国内外专家的认可。而热泵空调系统中广泛采用的HCFCs类制冷剂R22对臭氧层有破坏性，并能导致温室效应，已被列为限制使用制冷剂。　　在寻找R22替代制冷剂的过程中，碳氢化合物R290以其具有较高的汽化潜热性能、与冷冻机油良好的相溶、容易获得且成本低廉、无公害、消耗臭氧潜能为零、温室效应潜能极低等特点有望成为R22的最佳替代制冷剂。R290的标准沸点、凝固点、临界温度、临界压力等参数都与R22十分接近，并且汽化潜热接近R22的2倍左右，这对降低制冷剂充注量、提高系统性能很有帮助。虽然R290具有可燃易爆的特性，但是只要采取适当的防护措施，可燃性在R290作为制冷剂的应用中可以被有效控制。　　本文编制了R290热物理性质仿真程序，采用Cleland公式、Carl关联式与温度多项式拟合相结合的方法，建立了R290的热力性质和迁移性质显式计算模型。并建立了R290直膨式太阳能热泵热水系统中太阳能集热/蒸发器、压缩机、冷凝器及蓄热水箱、电子膨胀阀等部件的数学模型和R290充注量模型。设计系统程序计算流程、确定系统收敛判据和输出结果，编制系统模拟计算程序。　　通过系统仿真程序的模拟结果，理论分析了环境参数（太阳辐射强度、室外温度、室外风速）、结构参数（蒸发器集热面积、蓄热水箱容积）和运行参数（压缩机转速）的变化对系统热性能指标、加热时间等参数的影响效果。并分析了制冷剂R290的充注量变化对系统平均性能系数、集热效率、加热时间、冷凝压力、蒸发压力、蒸发器得热量、压缩机功率等参数的影响。最后分析了环境参数、运行参数变化对系统主要部件内R290的分布及迁移特性的影响。本文研究结论为太阳能热泵系统性能实验研究和升级优化控制策略提供了理论支持。