本文提出了一种太阳能辅助CO₂混合热泵空调系统。并以一实验住宅为应用对象，开展了对太阳能辅助CO₂混合热泵空调系统的实验研究和优化分析。文章主要包括以下几个方面的研究内容：1.建立了CO₂混合热泵的理论数学模型，并以EES为工具，运用所建立的数学模型对CO₂混合热泵的制冷性能进行了分析和比较。结果表明：在环境温度为35℃时，CO₂混合热泵的COP比普通CO₂热泵提高了63.6%。此外，吸收式制冷机的输出冷量随着太阳能辐照的变强也会相应提高，因而CO₂混合热泵的制冷性能与建筑冷负荷之间存在较好的匹配性。2.在多种实验工况下，对太阳能辅助CO₂混合热泵空调系统进行了实验测试。实验结果表明：在环境温度为4.8℃时，CO₂混合热泵机组的制热COP可达2.63，CO₂混合热泵供热模式的系统性能系数COPs为2.24；在环境平均温度为6.9℃，太阳平均辐照为605W/m2的实验工况下，太阳能供暖模式的系统性能系数COPS为12.3；与CO₂热泵耦合的小型吸收式制冷机的过冷却作用可以提高CO₂热泵的制冷性能。3.运用TRNSYS软件建立了太阳能辅助CO₂混合热泵空调系统的仿真模型，并基于所建立的系统模型对系统的结构参数，包括太阳能集热器的安装倾角和蓄热水箱容积等，进行了优化分析。结果表明：经优化后，集热环路的输出热量在实验系统的基础上提高了31.8%。系统在整个采暖季的太阳能保证率可以达到75.1%。