随着环保和节能理念的普及,空气源热泵在北方“煤改电”清洁供暖工程中得到了大量的推广。在应用中空气源热泵存在低温工况性能下降、运行噪声大等问题。针对上述实际问题,本文在样机研制的基础上对空气源热泵供暖系统开展了供热性能和噪声特性实验,并进行了相关的理论分析和仿真优化。基于经济器喷气增焓热力循环原理,本文完成了25HP喷气增焓空气源热泵机组的热力计算和样机设计。通过增设补气回路,降低压缩机排气温度,改善压缩工况,增大制冷剂流量;通过增设经济器,降低主回路制冷剂焓值,显著提升制热量,使机组满足北方低温工况下的供暖需求。针对实验样机搭建了供热性能测试平台,通过改变环境温度、出水温度、补气阀及主路阀开度等运行条件,测试机组在不同工况下的运行性能。结果表明:补气显著提升了系统的制热量和COP,同时每个工况下存在一最佳补气阀开度(补气量)使得系统能效最高。针对实验样机搭建了噪声特性测试平台,采用分部运行法对机组噪声源进行识别和频谱分析,研究变工况下噪声变化规律。结果表明:机组噪声频谱具有宽频带、多峰值的特点,风机旋转噪声频率和压缩机激励频率接近时会导致声压级放大。补气阀和主路阀开度增大会使管路内的制冷剂压力增大、流量增加,机组噪声增大。基于ANSYS建立了样机管路系统有限元模型,进行了模态分析和谐响应分析,对管路的阻尼、刚度、长度、走向等设计要素进行了优化,降低了管路振动应力和振幅。此外提出一种基于机组箱板结构新型隔声罩设计,并基于RAYNOISE建立了样机声场模型,得到了隔声罩的模拟降噪效果为5.76dB。最后基于样机建立了空气源热泵供暖系统模型,选取了北方煤改电具有代表性的北京、石家庄、太原、银川、沈阳5座城市进行模拟,对供暖全工况下的系统运行特性进行分析。并通过仿真对比定频机组和变频机组,发现变频运行具有良好的节能和降噪效果。