热泵换气热回收系统具有较高的回收效率，甚至可以承担房间部分空调负荷，结合低能耗建筑的设计理念与思路，热泵换气热回收系统与房间空调系统相同的结构令该形式的换气热回收系统更具有改造为“空调新风一体机”的潜能。因此，掌握换气热回收系统的运行特性并改善其在不利工作环境下系统的性能水平具有重要意义。另外，清晰合理的定义换气热回收装置的节能性标准，掌握影响能量回收装置节能性的关键因素，提供科学可靠的装置评价理论与方法，可以为工程中能量回收产品的设计与选型提供依据和指导。本课题从这两个方面入手展开研究。
　　对于以制冷剂为循环工质进行热量传递的系统循环方式与应用条件进行了梳理和分析。不同类型的制冷循环系统有各自适宜应用的运行条件与温度区间。发现了热泵在换气热回收应用场景下有别于在普通热泵制热应用的特点，换气热回收热泵系统在室内外环境温差逐渐变大的过程中只有系统工质的循环流量变化规律是与常规热泵系统是一致的，提高系统的工质循环流量可以作为换气热回收热泵系统性能的改进方向。
　　提出了针对热泵换气热回收系统的运行特性来改善系统在大温差环境下性能的全新的多重回路系统循环理论与方法。理论与模拟计算层面上预测了该系统形式的优势:可以提高系统的质量循环流量，减小系统总的功耗，提高系统COP(性能系数);回路数更多系统性能提升越大;多重回路系统循环在不同回路间存在最佳的压缩机工作容积分配比例。搭建了三重回路系统平台，以实验手段验证了所提出的多重回路系统理论的正确性与可行性，冬季工况三重回路系统COP可较传统系统提升23.10％，夏季工况三重回路系统COP可较传统系统提升61.78％。进一步改变了双回路系统的压缩机工作容积分配比例，探索在降低系统回路数、简化三重回路热回收系统构成的同时获得更高的系统性能的途径，理论计算表明双回路系统最佳的高低压压缩机工作容积比例在0.8040～0.9206之间;实验结果表明，在双回路系统的低压回路适当提高压缩机工作容积会使系统性能提升更高，甚至部分情况下高于三重回路系统。
　　设计了具有双吸气口双排气口的双转子压缩机用于驱动双回路热泵换气热回收系统，可在提升系统性能的同时简化多重回路热回收热泵系统结构。实验测试了以该新型压缩机驱动的系统，结果表明:设计的双缸双回路独立压缩机运行性能良好，在室内外温差较大的情况下可以明显提高热泵式热回收系统的性能，室外温度-5℃，室内温度20℃的条件下，双回路独立压缩系统的COP可达到10.21，室外温度40℃，室内温度27℃的条件下，双回路独立压缩系统的COP可达到4.69。
　　定义了ESR(节能率)的概念，提出了换气热回收系统中使用的空气-空气能量回收装置节能性的具体算法。提出了基于多准则决策理论并结合业主心理因素与建筑使用特点的AHP-TOPSIS(层次分析-逼近理想解排序)方法来在工程应用中对换气热回收装置进行推荐选择。对目前市场上较为流行和工程中投入使用的典型产品进行评价的结果表明，全热交换器是目前成熟产品中较为出色的。