為使空氣源熱泵在低溫環境中高效、穩定、可靠的運行，
國內外眾多科研單位和生產企業進行了研發和改進，歸納起來主要有三種方式:
一:是依靠外界輔助熱源來提高熱泵低溫制熱性能，比如通過電加熱提高熱泵制熱出水溫度、採用燃燒器輔助加熱室外換熱器、在壓縮機周圍敷設相變蓄熱材料以增加低溫條件下制熱運行出力等等；
二:是通過改善製冷劑循環系統來提高熱泵的低溫制熱性能，比如採用雙級壓縮的空氣源熱泵，設中間補氣回路的空氣源熱泵等；
三:是採用變頻系統，低溫工況下讓壓縮機高速工作增加工質迴圈量，同時向壓縮機工作腔噴液以防止其過熱，從而使熱泵機組能夠正常運行。
太陽能輔助加熱空氣源熱泵機組是基於上述第一種方式而產生的，在機組的蒸發器上增加了一輔助換熱器。熱泵在低溫環境下制熱運行時，高於環境溫度的太陽能熱水流經該輔助換熱器，與將進入蒸發器的室外空氣進行熱量交換提高其溫度，從而使製冷劑在相對較高的環境裏蒸發吸熱，提高了蒸發溫度，改善了壓縮機的工作狀況。
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