随着我国经济的飞速发展和人民生活水平的快速提高，城乡居民对生活热水的需求逐步形成了一个量大面广的热水消费市场，作为一种高效节能装置，空气源热泵热水器将在国内及国际市场中占据重要的位置。空气源热泵热水器由于其节能环保的优势及其在阶梯电价中“移峰填谷”的作用在生活热水消费市场具有广阔的发展空间。本文对空气源热泵热水器在不同工况下的运行特性做了较为详细和深入的研究。文中对空气源热泵循环各部件建立稳态流动能量方程，讨论了实际热泵循环中一些因素对热泵循环性能的影响，如液体过冷、蒸气过热、压力损失、不凝性气体等对空气源热泵系统的制热系数（COP）、压缩机耗功等的影响；通过对实际工作过程的分析提出了改善空气源热泵系统各部件的运行状态的方法，可提高热泵热水器机组的运行能效，达到机组优化匹配的目的。在理论分析的基础上依靠课题组搭建的空气源热泵热水器实验台对不同工况下机组的优化匹配进行实验研究。用不同的水箱水量与空气源热泵热水器的2.5匹涡旋压缩机进行配比实验，得出了不同的配比关系下涡旋压缩机的吸排气温度、吸排气压力、压缩机耗功和制热系数等的变化情况，通过对实验数据的分析得出了300L水箱容量与2.5匹涡旋压缩机为最佳匹配。研究了具有气液分离器的空气源热泵热水器与没有气液分离器时空气源热泵热水器的性能参数的区别，发现气液分离器具有抑制压缩机吸排气温度和吸排气压力升高的作用，指出在对空气源热泵热水器的实验及模拟研究中应合理考虑气液分离器对机组性能的影响。本文还实验研究了不同蒸发面积对机组各参数及性能的影响，从机组的性能参数及单蒸发器时较低的故障率可知过渡季节时单蒸发器比双蒸发器更利于机组的安全、稳定和高效运行。在风机风速与空气源热泵热水器性能匹配关系的实验研究中，通过调节蒸发器风速研究不同风速对空气源热泵热水器各性能参数的影响，得出夏季运行较低的风速不仅能抑制由于吸排气温度和吸排气压力升高对压缩机的不利影响使压缩机安全稳定的运行，又可以起到5%以上的节能作用。