太阳能热泵将太阳能热利用技术与热泵技术有机结合,具有热泵的节能性和集热器的高效性,已经得到越来越广泛的关注。开发适合于别墅建筑的小型空气源热泵辅助太阳能热泵热水装置具有很强的实际应用意义。本文对西安地区太阳辐射资源的年变化情况和室外温湿度分布情况进行了分析,明确了西安地区的太阳能资源的可利用程度和空气源热泵全年运行的可行性。文中设计了一个全年提供别墅4人住户热水需求的小型空气源热泵辅助太阳能热水装置。在典型气象年的参数下,研究了装置在月平均日情况下的运行特性,并对装置进行了性能分析,结果显示：一年中大约5/12时间太阳能集热子单元单独运行即可满足热水系统需求。在其余时间太阳能子单元可将水箱内的水最低加热至34.4℃,降低了空气源热泵子单元的负荷。空气源热泵开启与否对整个装置的性能系数COP影响很大,因此本文引入全年能源消耗效率APF作为空气源热泵辅助太阳能热水装置的性能评价指标,合理评价装置的全年运行特性。装置的经济效益分析结果表明该装置在西安地区具有很大的经济可行性。本文研究证明在西安地区建立小型空气源热泵辅助太阳能热水装置具有经济可行性和节能性。