본 논문은 핀 간격, 냉매 충진량, 과열도 제어 및 단열재 두께가 R290 일체형 히트펌프 온수기 시스템 성능에 미치는 영향과 R290 일체형 히트펌프 온수기의 성능 최적화에 대해 연구하였다. 이를 위해 증발기 측 시뮬레이션 모델을 구축하였으며, 정격 운전 조건에서 R290 일체형 히트펌프 온수기 시스템 성능에 대한 실험적 연구를 수행하여 각 변수들이 시스템 성능에 미치는 구체적인 영향을 체계적으로 평가하였다. 결과에 따르면, 핀 간격이 증가함에 따라 증발기의 열교환량은 먼저 증가하다가 감소하는 경향을 보이며, 최적 핀 간격은 1.4 mm로 나타났다; 시스템의 난방 용량과 COP는 냉매 충진량이 증가함에 따라 먼저 증가하다가 감소하는 경향을 보이며, 최적 충진량은 600 g이다. 과열도의 최적 제어를 통해 시스템의 최대 난방 용량은 4,052 W에 달할 수 있으며, COP는 4.4에 이를 수 있다.