运用空气能做冷热源的空调机组均属于空气能空调机组。伴随着夏热冬冷地域冬天采暖需求量的提出，要求南方地区的空气能空调机组不仅具有夏天制冷功能，而且要在冬天能提供较好的采暖功能，从而使空气热泵的全年使用时间大大增加，运行工况也更为复杂。在这种背景下，空气能空调机组的设计需重新考虑下面几点要素。

从节材向节能变化的系统开发

表分别基于夏热冬冷地域上海、南京、武汉的气候条件，理论计算了采用R22、R410A制冷剂的普通空气-空气热泵在夏天和冬天的运行工况。其中，蒸发温度和冷凝温度的确定为经验方式；R410A是非共沸混合制冷剂，压缩比定义为相应温度下的饱和蒸汽压力比。从表可以分析得出以下信息：

1)空气能的夏天实际运行工况优于名义工况，冬天实际运行工况比名义工况恶劣。以上海地区为例，冬天名义室外空气温度7℃，而上海最冷月的室外平均温度为1.5℃，加之上海地区冬天室外空气相对湿度偏大，势必导致空气能热泵机组运行时“力不从心”，频繁除霜，不能作为建筑的高效热源；

2)室内末端换热温差偏大，大量㶲损发生在室内末端，降低末端的换热温差有很大潜力；

3)冬天工况要求的压缩比是夏天工况的150%~200%，因此基于夏天工况设计的空气能热泵机组在冬天运行时能效很低。

处理以上难题的方式归纳起来包括优化热力循环(多级压缩或者复叠式循环)、提高压缩机性能、开发新型制冷剂等，实质上这类方式都立足于提高空气能热泵机组本身的性能，但空气能空调机组作为一个整体系统，空气能热泵机组性能和末端性能是相互影响的，假如能够降低末端的换热温差，就能够在保证室内采暖或制冷效果的前提下，降低空气能热泵机组的冷凝温度或者提高空气能热泵机组的蒸发温度，使空气能热泵机组在更有利的工况下运行，提高空气能热泵机组的能效。在换热量一定的情况下，降低换热温差最简单可行的方式就是增大末端的换热面积。事实上，空气能结合地板辐射供暖系统也正是这种设计思想的体现。以R410A空气水热泵系统的理论循环为例，假定夏天工况下环境温度30℃，假如通过增加末端换热面积使空气能热泵机组的出水温度增加至12℃，空气能热泵机组性能系数(COP)比出水温度7℃高6%；增加出水温度至15℃，空气能热泵机组COP比出水温度7℃高15%；同理，冬天工况下环境温度0℃，假如通过增加末端换热面积使空气能热泵机组的出水温度降低至45℃，空气能热泵机组COP比出水温度60℃高14%；降低出水温度至35℃，空气能热泵机组COP比出水温度60℃高24%。

在能源紧缺且机组使用时间增加的情况下，通过增加室内末端的耗材，采用小温差换热末端提升系统能效，即所谓的“设计由节材向节能要素转变”，应该是空气源热泵空调系统的发展方向之一。从热泵空调产品设计考虑，这实际上是一个全生命周期产品设计问题，即应该综合考虑材料加工的能耗和产品整个生命周期实际使用的能耗。