空气源热泵已在我国得到了广泛应用，但在低温高湿环境下出现了很多问题，例如：排气温度过高、制热量显著衰减、结霜等。首先，本文通过分析问题的原因，同时考虑传统除霜方式的优缺点，发明了一种过冷器耦合的准二级压缩热泵系统（又名耦合喷气增焓空气源热泵系统），该系统由两个三套管换热器将两个带过冷器的准二级压缩热泵系统耦合成一个系统，其除霜方式为基于热气旁通除霜的系统耦合除霜，解决了热气旁通除霜时室外换热器产生液态制冷剂的蒸发问题，进而避免了因此引发的压缩机液击问题，提高了空气源热泵在低温高湿环境下运行的性能，研究内容具有很高的学术价值和广阔的应用前景。其次，介绍新系统的循环流程结构和热力计算模型，通过理论假设计算，新系统的总能效比远高于传统带过冷器的准二级压缩热泵系统，并对新系统进行了特性分析。再次，用Microsoft Visual C++6.0集成开发环境开发了制冷剂热力性质计算软件，通过建立系统的热力计算模型并调用制冷剂热力性质计算模块对系统正常制热工况进行仿真优化，找出了低温工况的最佳中间温度及相应补气系数；并通过Matlab软件对最佳中间温度进行关于冷凝温度和蒸发温度二元线性拟合，得到经验拟合公式。最后，分析了三套管换热器对新系统的影响，包括三套管换热器在新系统中的作用和三套管换热器对正常制热工况新系统性能的影响；通过FLUNET商用软件对简化假设的三套管换热器流体区域进行模拟计算，发现可以通过加入螺旋带和折流板对新系统中的三套管换热器进行优化。