在本文中,研究了一种新型光伏环路热管/双热源热泵热水系统的运行特性,并对其工作性能进行了优化,以解决生活热水能耗较高的问题。本文的主要研究内容如下:为改善所研究系统的运行性能,利用本课题组之前所建系统数学模型,依次对集热板表面的光伏组件覆盖率、水箱容积等关键结构参数进行优化。在此基础上,研究不同运行策略对目标系统全工况运行性能的影响。研究发现,在合理范围内提高光伏覆盖率、减小水箱容积,以及在不利工况下提前开启热泵模式运行,能够使系统的全年逐日平均太阳能供热百分比提高约7%,全年净耗电量下降55.7%,节能效果显著提升。基于最优结构参数和最优运行策略,通过研究和对比目标系统与太阳能辅助空气源热泵热水系统、传统空气源热泵热水系统的运行性能,预测了目标系统在寒冷地区应用的可行性。研究结果表明,相比于后两种系统,目标系统在寿命周期内的净耗电量可以下降约72%至79%,二氧化碳减排约65%至74%,经济成本降低约59%至66%,具备在寒冷地区推广应用的潜力。针对光伏-环路热管循环在运行过程中可能出现的某些不利工况,提出了相应的应变措施,即利用空调排风余热调节集热板与光伏组件的工作温度,提高系统的太阳能利用效率。基于质量、动量和能量守恒定律,借助ANSYS Fluent软件对PV/T集热蒸发器建立了数学模型,并利用所建模型研究了应变对光伏-环路热管循环启动和运行性能的影响。经研究发现,通过采取应变措施,可以使系统在夏季应变时段内的发电量增加7.8%至11.5%,光电利用效率明显提高;在冬季工况下,日出半小时内的有效集热量增加375.7%,集热性能得到有效改善。