本发明公开一种防积霜的空气源热泵系统，包括翅片换热器、四通阀、压缩机、气液分离器、壳管换热器和经济器，所述四通阀设置有E管、S管、C管和D管，所述压缩机设置有排气口、吸气口和增焓口。本发明中，通过在经济器前增加单向阀以及电磁阀，在室外侧翅片换热器前端增加一个自然过冷器，通过室外风机的强制换热，使冷媒增加过冷度，再回流到经济器进口处，经过自然过冷器的过冷冷媒保证了压缩机增焓管路有足够的冷媒流入，可发挥压缩机的最佳能力；同时室外侧低温空气通过自然过冷器后，温度升高，使翅片换热器位于室外侧翅片底部的进风温度相对其他地方偏高，避免了翅片底部出现“冰山”现象。