近几年随着国家对节能环保的重视，研发采用新型工质的热泵热水器受到了相关科研单位和生产单位的广泛关注，其中以二氧化碳为工质的热泵热水器最为引人注目。相比普通热泵热水器，二氧化碳热泵热水器具有出水温度高和性能系数（COP）高的特点，因此在节能环保、经济性和安全性方面具有显著的优势。要保证热泵热水器具有较高的出水温度和较高的性能系数，必须为其配备安全、稳定、可靠的控制系统，目前国内对该方面的研究主要集中于理论基础研究方面，在控制系统的工程化和产品化研发方面尚不成熟。因此，设计研发安全可靠的高性能二氧化碳热泵热水器控制系统具有重要的技术经济价值。
本文的研究课题来源于庆安制冷设备股份有限公司二氧化碳热泵热水器产业化项目，研制内容紧紧围绕自主开发的二氧化碳热泵热水器系统来设计开发相应的控制系统。本文在分析二氧化碳热泵热水器工作原理的基础上，根据热泵热水器系统的功能要求制定了相应的控制策略，提出了控制系统的总体设计方案。将控制系统分为三个主要部分，即主控制器子系统、压缩机驱动控制子系统和显示子系统，分别提出了上述三个子系统的硬件设计和软件设计方案，并进行了工程实现。通过对控制系统和整机进行联机调试以及电气安全性能和出水温度、性能系数等性能指标测试，实验结果表明参与实验的两台热泵热水器在名义工况下各项关键性能指标均达到设计要求值，同时两台热泵热水器的性能指标表现出较好的一致性。对热泵热水器进行过载工况和寒冷地区低温工况试验，结果表明控制系统未出现异常及报警，热泵热水器可以正常稳定运行。最后对热泵热水器实地安装运行获得的长期运行数据进行分析，结果表明本文设计开发的控制系统能够保证二氧化碳热泵热水器长期安全、稳定、可靠运行。
本文工作能够对二氧化碳热泵热水器控制系统的研制提供借鉴，也将进一步促进二氧化碳热泵热水器的产业化应用。