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本发明公开了一种毛细管辐射和新风除湿机联合运行热泵系统，包括制冷系统和辐射水循环系统，所述制冷系统包括压缩机、四通换向阀、换热器a、气液分离器、换热器b、单向阀b、第二热力膨胀阀、换热器c、单向阀a、第一热力膨胀阀、换热器d、单向阀d和单向阀e；所述压缩机的排气口和吸气口分别与四通换向阀的D端口和S端口连通，所述四通换向阀的C端口与换热器a的输入端连接，所述换热器a的输出端通过气液分离器分别连接两路制冷剂管路，第一路制冷剂管路包括依次连通的单向阀a、第一热力膨胀阀和单向阀d，与现有技术相比，采用单级蒸气压缩两级节流的方式，实现对新风的冷却除湿和辐射水循环系统的制冷制热功能。