冬季室外气温低的环境下，对空气源热泵运行效率不利，此时系统安全性也存在问题。
一、蒸发压力下降
根据制冷剂的性质，室内温度不变则制冷剂冷凝压力不变，随着室外气温逐渐降低，蒸发压力不断下降，压缩机吸气比容随之增大，之后压缩机的压缩比变大，比功增加，系统循环工质量减少，导致系统制热量和制热性能系数都下降。
二、排气温度过高
室外蒸发压力降低，压缩机吸气压力降低，压缩比增大，压缩机欠压缩且严重偏离最优值，导致其输气量减少，与此同时压缩机排气温度升高将严重影响压缩机工作的安全性。
尤其当环境温度低于0℃时，压缩机排气温度甚至高于130℃，压缩机排气压力过高将使润滑油变稀，润滑条件恶化，甚至引起润滑油的碳化和出现拉缸等现象。因此，普通空气源热泵在低于0 ℃时无法正常运行。排气温度是决定压缩机使用寿命的重要因素，要严格控制在130℃以下。
过高的排气温度将致使冷却润滑油和工质的密度降低，进而在金属催化下化学分解生成对机器不利的游离炭、酸和水分。游离炭能堵塞干燥管，积聚在排气阀上时增加压缩机的排气阻力，完全堵死时会爆缸。酸类随制冷剂循环会腐蚀系统各个部分。压缩机内存过多水分会产生「水锤」现象，温度过高时也可能烧毁电机。
三、压缩机效率下降
室外温度降低，制冷剂蒸发压力下降，压缩机容积效率的降低也加剧了制热量的减少。容积效率主要受余隙容积、开口过流压力、吸气过热度和制冷剂泄漏的影响。
直接决定压缩机制热量和制热性能系数的压缩机效率包含电动机效率ηo、机械效率ηm和指示效率ηi。如果涡旋压缩机为定频压缩机，故电动机效率和机械效率变化不大，此时机组效率主要关联于指示效率。当降低蒸发温度偏离涡旋压缩机设计工况很严重时，指示效率会急剧下降。
四、换热器结霜
当机组处于低温环境中时，室外机的换热翅片上会有水蒸气因其温度低于凝华温度而结霜，增加热阻，降低换热效率，以至于热泵机组不能正常工作。
空气源热泵在室外低温工况下工作时会因压缩机排气压力过高而影响其正常运行。室外环境温度低，空气源热泵的蒸发温度也会降低，冷凝温度不变时，会造成压缩机的压缩比升高，因而排气温度升高。
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