针对太阳能集热器因太阳能辐射运行不稳定和空气源热泵冬夏季运行缺陷等问题，设计开发了一台1.5匹阳台壁挂太阳能—空气源复合热泵，通过对现有太阳能热效应利用装置及热泵工况进行分析，确定了太阳能—空气源复合热泵在夏季、冬季和过渡季的运行模式，并对该装置进行了理论和实验研究。 建立了阳台壁挂太阳能—空气源复合热泵系统的仿真模型，包括：压缩机、蒸发器、毛细管、冷凝器和阳台壁挂太阳能热水器/换热器。利用制冷剂工质、湿空气及水的物性资料，建立R22、湿空气及水的物性数据库。用Visual Basic语言编制了系统仿真软件，通过与样机实验数据对比，其误差在允许的范围之内，系统模型的精度达到系统主要性能的要求。 利用人工环境模拟实验室及高精度测试和数据采集系统，对阳台壁挂太阳能—空气源复合热泵样机各运行模式的典型工况进行了实验研究。提出了样机夏季、冬季和过渡季各运行模式，分析了国家相关标准中规定的测试工况下系统的运行特性，得出了样机制冷(热)量、水温、耗功、吸气温度、排气温度、蒸发压力、冷凝压力、COP等参数的变化规律。实验表明，在样机各部件合理匹配的情况下，阳台壁挂太阳能—空气源复合热泵样机在名义工况和最大负荷工况下的制冷COP和制热COP、夏季高温运行和冬季除霜运行的效果都优于同工况下空气源热泵的相关参数，在名义工况和低温工况下的制热水平均COP和达到的水温及其时间都优于同工况下的单—热源热水器的相关参数，在超低温工况(室外-25℃)下的阳台壁挂太阳能—空气源复合热泵样机能实现启动。 阳台壁挂太阳能—空气源复合热泵系统将太阳能热利用与空气源热泵有机结合，从而实现供冷、供热及供热水三位一体功能。一方面，阳台壁挂式太阳能热水器/换热器吸收的热量可以有效改善空气源热泵冬季运行工况，提高供热效率，保证系统供热性能的可靠性和稳定性：另一方面，空气源热泵又可以提高夏季阴雨天气、过渡季节和冬季太阳辐射较弱时，太阳能热水的温度。根据水温和室内外温度的变化，复合热泵系统在太阳能热效应利用技术与空气源热泵之间适时转换运行。系统的优化运行对于降低建筑能耗、节约能源具有重要的意义。新型大口径阳台壁挂式太阳能热水器/换热器在安装上与现有空气源热泵协调一致，美观大方，对于高层建筑太阳能热水系统的利用及建筑一体化设计具有不可比拟的优势。