本实用新型公开了热交换设备技术领域中一种低温空气源热泵，包括预热腔体、活塞和活塞杆等，进气单元具有对冷源空气的预热作用，使得在低温环境下，由进气单元进入至换热单元内的冷源空气温度保持相对高的状态，防止冷源空气在热交换的过程中致使换热单元外部结霜，通过电机工作，可带动环体转动，环体转动带动活塞杆转动同时且位移，活塞杆带动活塞在预热腔体内对空气进行压缩，空气经压缩后体积减小，分子间距离减小，碰撞增多，内能增大，温度升高，高压空气通过限压阀进入至换热单元内，进行热交换，防止冷源空气在热交换的过程中致使换热单元外部结霜，有效保证低温环境下的热交换效率。