冬季室外氣溫低的環境下，對空氣源熱泵執行效率不利，此時系統安全性也存在問題。
一、蒸發壓力下降
根據制冷劑的性質，室內溫度不變則制冷劑冷凝壓力不變，隨著室外氣溫逐漸降低，蒸發壓力不斷下降，壓縮機吸氣比容隨之增大，之後壓縮機的壓縮比變大，比功增加，系統迴圈工品質減少，導致系統制熱量和制熱效能系數都下降。
二、排氣溫度過高
室外蒸發壓力降低，壓縮機吸氣壓力降低，壓縮比增大，壓縮機欠壓縮且嚴重偏離最優值，導致其輸氣量減少，與此同時壓縮機排氣溫度升高將嚴重影響壓縮機工作的安全性。
尤其當環境溫度低於0℃時，壓縮機排氣溫度甚至高於130℃，壓縮機排氣壓力過高將使潤滑油變稀，潤滑條件惡化，甚至引起潤滑油的碳化和出現拉缸等現象。因此，普通空氣源熱泵在低於0 ℃時無法正常執行。排氣溫度是決定壓縮機使用壽命的重要因素，要嚴格控制在130℃以下。
過高的排氣溫度將致使冷卻潤滑油和工質的密度降低，進而在金屬催化下化學分解生成對機器不利的遊離炭、酸和水分。遊離炭能堵塞幹燥管，積聚在排氣閥上時增加壓縮機的排氣阻力，完全堵死時會爆缸。酸類隨制冷劑迴圈會腐蝕系統各個部份。壓縮機記憶體過多水分會產生「水錘」現象，溫度過高時也可能燒毀電機。
三、壓縮機效率下降
室外溫度降低，制冷劑蒸發壓力下降，壓縮機容積效率的降低也加劇了制熱量的減少。容積效率主要受余隙容積、開口過流壓力、吸氣過熱度和制冷劑泄漏的影響。
直接決定壓縮機制熱量和制熱效能系數的壓縮機效率包含馬達效率ηo、機械效率ηm和指示效率ηi。如果渦旋壓縮機為定頻壓縮機，故馬達效率和機械效率變化不大，此時機組效率主要關聯於指示效率。當降低蒸發溫度偏離渦旋壓縮機設計工況很嚴重時，指示效率會急劇下降。
四、換熱器結霜
當機組處於低溫環境中時，室外機的換熱翅片上會有水蒸氣因其溫度低於凝華溫度而結霜，增加熱阻，降低換熱效率，以至於熱泵機組不能正常工作。
空氣源熱泵在室外低溫工況下工作時會因壓縮機排氣壓力過高而影響其正常執行。室外環境溫度低，空氣源熱泵的蒸發溫度也會降低，冷凝溫度不變時，會造成壓縮機的壓縮比升高，因而排氣溫度升高。
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