作为环保制冷剂,CO₂具有不可燃、容积制冷量高、黏度小、无毒无污染等优点,因此在下一代热泵热水器中应用日益广泛。CO₂热泵在低温运行时存在排气温度过高、制热能力衰减等问题,采用补气可以有效改善上述问题,本文研究采用单机双级压缩技术,配合中间级补气系统,进行了基本循环和补气循环试验。试验表明在没有补气运行时,排气温度很容易超过120℃,且在高进水时能效低于1.0。低温工况下补气后制热能力和能效均提高,且随着进水温度越高,提升幅度越大,在进水为45℃时,COP提升高达45%。补气后排气温度均被有效控制,低进水时较小的补气量即可控制排气温度;高进水时,较大的补气量能够控制排气温度。试验表明,不论何种进水温度,均能够把排气温度控制在90℃以内,保证了热泵低温运行的可靠性。