在常规能源日趋紧张和环境污染不断加剧的双重压力下,太阳能作为一种清洁的可再生能源,已成为当前国际能源开发利用领域中的新热点。生活热水能耗能够占到建筑能耗的10%¹5%左右,充分利用太阳能制备生活热水,可大大节省化石燃料的使用,但由于太阳能的间歇性和不稳定性,太阳能热水系统需设辅助热源来保证供水的稳定性。空气源热泵辅助太阳能热水系统,能够扬长避短,高效节能的制备生活热水。本文以济南某高校太阳能热水系统为例,分析了该项目的实际运行数据,并用TRNSYS软件分析不同优化策略的节能效果,研究成果为济南地区太阳能热水系统的优化设计、节能改造提供参考。具体研究内容包括:（1）对济南市某高校的太阳能热水项目在9月20日¹2月31日的实际运行数据进行分析,分析该工程的用水量、典型日运行参数和系统能耗。研究结果表明,女生公寓楼的人均日用水量多于男生公寓楼,在9月¹2月,系统的热水用水量逐步增多;学生公寓的用水高峰时段为20时²2时,在23时至次日7时基本没有用水需求;系统耗电量与用水量和天气情况（环境温度、太阳辐照度）等因素有关,系统在统计时间段内单位热水能耗为11.63kWh/t,九月份单位热水能耗最低,仅为2.4kWh/t,十二月份最高,为15.46kWh/t。（2）通过TRNSYS软件建立空气源热泵辅助太阳能热水系统的单水箱仿真模型,以济南市典型气象年气象数据为基础,对该系统在当前运行情况下进行模拟,定量分析系统全年运行特点。模拟结果表明,热水系统全年总耗电量为32735.41kWh,其中空气源热泵耗电量占88.63%,集热器年平均集热效率为0.47,年太阳能保证率为0.70,系统全年平均COP为11.62。（3）利用TRNSYS软件对该热水系统进行优化措施的模拟,通过模拟结果分析不同优化措施的系统运行特点及节能效果,优化措施包括热泵启停温度及运行时间的优化、水箱容积优化、不同用水模式、水箱保温厚度和单水箱与双水箱的对比,模拟结果表明该系统仍有较大的节能空间,采取适当的节能措施能够降低热水系统能耗;在上述研究的基础上对该系统进行组合优化模拟分析,组合优化方案为:双水箱系统,两个水箱容积均为16t,保温厚度为50mm,热泵全天运行,启停温度为42/47℃,其他参数与单水箱系统保持一致。模拟结果表明,采用优化后的方案集热效率由0.47提升到0.53,太阳能保证率由0.71提升到0.83,热水系统的COP由9.94提升到11.51,年耗电量减少了25.06%,优化后的方案能够取得较好的节能效果。（4）根据软件模拟结果,分析该热水系统的经济效益和环保效益。研究结果表明,系统在优化前和优化后的年常规能源替代量分别为35.92tce和41.02tce,在优化前和优化后的全年节省运行费用分别为119598元和136417元,在优化前和优化后的增投资回收年限分别为5.54年及4.83年;系统在优化前能够减少CO₂排放量88.72t,减少SO₂排放量718.4kg,减少粉尘排放量359.2kg,在优化后能够减少CO₂排放量101.32t,减少SO₂排放量820.4kg,减少粉尘排放量410.2kg。