本文就低温气候下的热泵采暖系统设计进行了研究,拟解决冬季空气源热泵无法正常采暖的问题,扩大空气源热泵的使用范围。在现有研究成果的基础上,本文完善了低温气候空气源热泵的设计方法,进行了样机设计计算,并对样机进行性能实验和实际建筑采暖试验,以期实现低温气候条件下的供暖运行。试验结果证明了设计方法的可行性。根据国内外相关研究和工程经验,影响低温气候空气源热泵安全运行的主要因素包括：压缩机压比过大导致压缩效率降低；吸气比容过大导致压缩机冷却不充分；蒸发器结霜导致换热无法进行；低温启动压缩机出现液击等。影响热泵稳定运行的因素包括：蒸发器分流不均降低蒸发器效率；蒸发器翅片设计不合理导致结霜频繁；冷凝器设计不合理导致冷凝压力偏高；膨胀阀控制不当导致机组制热量频繁波动等。为了解决了上述问题,在本文的样机设计中,压缩机采用制冷剂喷射系统,经济器采用板式换热器,节流机构采用电子膨胀阀。设计中对蒸发器低温工况制冷剂分流进行校核,对影响结霜的因素进行了6709针对性的结构设计。冷凝器按照最大工况设计,避免了低温换热效率下降的问题,同时可以减小由于蒸发器和冷凝器容积不同而对制冷剂充注量的影响。其他制冷部件也分别针对低温条件进行设计。最终完成的热泵系统-12℃名义工况COP可达2.68,综合部分负荷制热性能可达3.09。制冷名义工况COP可达2.7,综合部分负荷制冷性能可达3.02。除霜采用了四通阀反向除霜,效果理想,除霜完成后翅片基本没有融霜水残留。在结霜工况下,除霜时间与结霜时间之比小于1：10。除霜排水顺畅,机组底部无融霜水凝结。通过调整低温启动条件下的膨胀阀开度,可使系统在低温下启动保持良好的性能,不会出现压缩机吸液或无法启动等问题。通过一个采暖季的采暖试验表明,该机组运行稳定性良好,完全可以满足采暖要求。整个采暖季只有5天室内温度低于18℃,且主要原因是由于放假导致建筑初始温度过低。但由于建筑的保温性能较差,因此采暖费用偏高,热泵系统整个采暖季耗电量11702kWh,每平方米建筑的采暖季用电量38.76kWh,运行费用接近集中供暖。