在国家提出碳达峰和碳中和的时代背景下,发展太阳能开发利用技术意义重大;太阳能PVT热泵系统可以综合利用太阳能、空气热能和天空冷辐射热能,是近几年新兴的一种集热电冷和生活热水一体化的太阳能开发利用系统。我国幅员辽阔,各个气候区的气象条件和建筑冷热负荷差异较大,太阳能PVT组件及热泵系统受室外气象条件变化影响也较大,因此,为了在不同地区推广使用PVT热泵技术,就需要科学、合理的室外设计气象参数来服务于PVT热泵系统的工程设计;同时,PVT热泵机组的产能大小、设计容量、运行效率等也与室外气象参数密切相关,这也亟需研究PVT热泵机组的名义工况和室外设计工况参数等问题。为此,本文以补气增焓型PVT热泵系统冬夏室外设计工况参数及系统在不同工况下的经济性为研究重点,开展以下内容研究工作。首先,本文分析了补气增焓型PVT热泵系统的构成、运行模式及工作原理,建立了该系统的性能仿真数学模型,并验证了模型的准确性。针对PVT热泵机组的设计及性能评价要求,本文基于实验数据、国内外热泵标准和理论分析结果,提出了PVT热泵机组的制热和制冷名义工况。其次,利用PVT热泵系统制热、制冷循环的数学模型,仿真分析了其制热性能受室外空气温度、太阳辐射强度和风速的影响程度;选取我国不同气候区的代表城市,统计分析了其室外气象参数分布特征;利用仿真模型,对比分析了PVT热泵系统在按单一制热（或制冷）工况设计与设计日逐时多工况设计时的产能大小及差异性,提出了PVT热泵系统冬夏室外设计工况参数统计计算方法,得到了我国31个省市地区的PVT热泵系统室外设计工况参数。最后,本文提出了PVT热泵系统在工程应用中分别满足建筑热负荷和冷负荷需求时的热泵机组装机容量确定方法;基于PVT热泵机组制热和制冷循环数学模型,开发了MATLAB GUI环境下PVT热泵机组分别以制冷和制热为主的设备设计选型软件;利用该软件,分析了PVT热泵系统在名义工况、其它工况及不同运行模式下单位压缩机容量的制热和制冷性能,并以大连市某建筑为例,研究了PVT热泵系统的经济性。研究表明,首先,对于按满足用户冷负荷需求来选型设计的PVT热泵系统,其冷冻水设计出水温度越低,投资回收期越短;运行时间越短,投资回收期越长;对于按照用户制冷需求选型的PVT热泵机组,在选择热电冷三联机组时,其投资回收期较仅考虑制冷时减小很多,且运行时间越短,机组投资回收期越小。其次,对于按照用户热负荷选型的PVT热泵机组,投资回收期随设计出水温度的升高而减小,且随着运行时间的缩短,投资回收期延长;对于按照用热需求选型的PVT热泵机组,在选择热电冷三联机组时,投资回收期与热电机组相比投资回收期更短。因此,在进行PVT热泵机组设计选型时,要优先考虑热电冷三联供型机组。本文的研究为确定太阳能PVT热泵系统的制热、制冷名义工况提供了理论参考;本文计算得到的我国31个省市的冬季、夏季室外设计参数,为确定太阳能PVT热泵系统的应用推广提供了室外设计工况参数的参考数据。