由于气温的影响，空气源热泵在气温较高的南方地区已经得到广泛应用，而在华北地区华北及东北、内蒙等严寒地区应用的数量还不多。通常，在低于-5℃的低温条件下，由于系统蒸发温度随着环境温度降低，导致机组制热量和COP急速下降。对于大部分普通空调来说，这种条件将不适合运行，甚至会由于排气温度过高导致设备烧毁。近年来，CO2作为自然工质备受关注，由于其无毒、无腐蚀性、不易燃烧、对臭氧层没有影响，而且价格便宜容易得到。特别是在热泵系统中，由于其临界温度低，压缩终温不太高，单位体积热容量大等优点，相对于其他制冷剂具有相当大的优势。设计低于-15℃的低温环境下，供热量为3kW，室内侧供回水温度分别为30℃和55℃的CO2空气源热泵系统。能够根据环境温度、蒸发温度、气体冷却器出口温度变化对低温CO2空气源热泵系统制热量、COP等性能参数进行调节；对压缩机排气温度、过热度、压缩比等运行参数进行匹配，优化系统COP，以提高系统性能；针对低温运行工况，对压缩机、风冷蒸发器及水冷气体冷却器进行优化配置，改进系统的匹配特性，提出系统性能优化方案。