近几年来，随着我国人民生活水准的提高，生活热水的需求量越来越大。空气源热泵热水器由于具有节能、环保、安全的特点，将受到越来越多的重视。本文以空气源热泵热水器为研究对象，对其进行了理论和实验研究。主要研究内容如下： 1.为了研究空气源热泵热水器的运行特性，本文建立了空气源热泵热水器的仿真模型。根据不同地区的环境气象参数数据，利用该仿真模型计算了热泵热水器系统在不同环境参数下的制热性能。结果表明：热泵热水器的供热系数主要受水温和环境温度的影响；长江以南典型地区空气源热泵热水器年供热系数大于等于3.25，应推广使用。不同地区气象参数不同，其年供热系数也会不同，进行热泵热水系统优化时应给予考虑。 2.在理论上，比较了同一装置相同工况下采用不同工质的制热性能。结果表明：在纯工质方面，R134A可以作为R22的中长期替代制冷剂；在混合工质方面，R409A以及R22/A混合工质都有不错的性能表现，尤其是系统冷凝压力可以大幅度减小。 3.本文开发了一种基于虚拟仪器软件开发环境LabVIEW的多传感器信息采集平台，对热泵热水器系统的变工况动态性能进行了试验研究。实验结果表明：当循环水温度由35.9℃上升到54.4℃，COP降低了35.0％，加热功率降低了11.6％，压缩机消耗功率增大了35.8％。环境温度由22.8℃降低到8℃时，系统的平均COP降低了约30％。利用该实验系统在不同工况下运行的实验结果同模拟结果进行比较，二者吻合很好，从而验证了本文所建模型的可行性、可靠性和正确性。另外，在相同热泵热水器的相同工况下，对R22纯工质和R22/A混合工质的系统性能进行了对比实验研究，结果表明采用R22/A混合工质可以使系统冷凝压力得到降低，同时使系统制热系数得到提高。 4.对用水过程中系统的有效水量进行了实验研究，结果表明：当用水过程中系统不加热时，系统有效水量主要取决于放水流量，放水流量小于800L/h时放水效率在80％以上；当用水过程中系统加热时，温控点位置和循环水量对有效水量的影响较大。本文对蓄热装置的保温效果进行了测试，结果表明蓄热装置保温性能较差，应该在兼顾成本和使用性能的前提下加以改进。