设计搭建了蒸发器和气冷器均采用套管式换热器的跨临界CO2热泵热水器性能测试试验台，在制冷剂充注量1．23kg时，通过调节膨胀阀的开度和控制气冷器的水流量来研究系统性能。结果表明：该机组能在较高COP（3．2）下制得65℃的热水，并可以在COP不低于2．0情况下制取80℃的热水；气冷器水流量对系统的COP、出水温度以及系统的排气压力影响最大；高效的换热器可以在压缩机排气温度一样的情况下提高出水温度，使系统在制取高温水时有更高的COP。

利用ANSYS数值模拟软件中的ICEM和FLUENT模块对静态加热式热泵热水器蓄热水箱内温度场和速度场进行了模拟计算,研究分析了不同的盘管直径及位置对水箱内部速度场与温度场的变化的影响,在此基础上提出了一个有关于冷凝盘管结构改进的优化方案.

针对目前能源紧缺及热泵热水器的发展现状，搭建了循环加热污水源热泵热水器实验台，维持蒸发侧污水源进水温度、冷凝侧和蒸发侧水流量恒定，测量记录保温水箱水温从15℃升高到55℃过程中的加热区间能耗、进出水温差、压缩机吸排气压力、电功率等参数。数据分析得出，系统平均能效比达到3．73，具有较好的节能性。

分别对R290和R134a进行了热力学分析，采用R290对R134a成熟机组进行灌注量试验，节流元件匹配试验，不同环境温度下，R290试验机组对比变工况试验。理论及试验结果表明：R290在系统中的单位制热量约为R134a的1．37倍，R290的单位理论COP值约为R134a的94．2％；R290的制冷剂充注量为R134a的30．3％；R290专用试验机组制热性能平均为R134a成熟机组的1．27倍，COP整体略高于R134a成熟机组，尤其在低温方面（-5℃，0℃），平均为R134a成熟机组的1．05倍。