本文设计了一种新型环路热管式光伏热水系统,该系统将环路热管和光伏光热综合利用技术相结合,具有较高的太阳能综合利用效率,既能为寒冷地区用户提供生活热水,又能解决部分自身电力消耗问题,从而实现建筑节能减排的目标。本文通过实验与数值模拟相结合的方法对该系统的能量和?性能进行了研究。本文研究内容包括以下几方面:首先,针对我国寒冷地区气象条件,对目标系统进行整体设计。并在秦皇岛地区搭建了室外测试平台,对系统性能进行实测。基于热力学第一和第二定律提出了能量和?性能评价指标及方法,以分析系统运行性能。基于所建实验平台,对冬、夏及春秋季典型工况进行测试研究,并研究分析了主要结构及运行参数对系统性能的影响。结果表明,该系统运行性能呈现明显季节特征,夏季工况平均光热效率和总太阳能利用效率最高,分别为62.5%和68.47%;冬季工况平均光电效率和光伏光热综合?效率最高,分别为13.31%和12.11%,具备在寒冷地区推广应用的潜力。制冷剂充注量及集热器和冷凝器高差对系统运行性能影响显著。其次,依据能量守恒定律,建立目标系统数值模型。以Visual Basic6.0为平台编写系统的模拟仿真程序,并对比分析模拟与实验结果的差异,进而验证数值模型的准确性。最后,应用瞬态模拟软件TRNSYS建立普通平板太阳能热水系统和普通单晶硅光伏发电系统模型,开展目标系统与单一太阳能利用系统性能对比研究。结果表明,与单一太阳能利用系统相比,该系统综合能源效率和综合?效率至少分别提高6.77%和36.68%,太阳能综合利用效率优势明显。