二氧化碳热泵热水器的研究历史
2000年，Zakeri和挪威科技大学的Nesk在生产半成品食品的ASEggprodukt工厂建立了第一个示范工业CO2热泵热水器。初步实验参数为:蒸发温度14.3℃，吸气压力50bar，压缩机吸气温度26℃，排气温度100℃，放热压力113bar，气体冷却器CO2出口温度9.2℃，水进出口温度6.7/66℃，水质量流量0.26。R. Kern(2006)将冷热水分层水箱应用于CO2热泵热水器。冷水从水箱底部进入热水器，热水从水箱顶部提供，从而提高了CO2热泵热水器的性能。
2005年，挪威科技大学的Stene设计了一种三级逆流气体冷却器，以更好地匹配其温度滑移。气体冷却器的低温段用于预热水，中温段用于低温空间加热，高温段用于加热水至60-70℃。
日本电气研究所(CRIEPI)与东京电力公司(TEPCO)和电装公司的M.Saikawa和K.Hashimoto合作，于1998年9月开始CO2热泵热水器的基础理论研究。1999年，他们搭建了一个CO2热泵热水器的原型实验平台。2000年，计算了TEPCO改进型CO2热泵热水器的年平均性能系数。结果表明，包括风机和水泵功耗在内的系统年平均COP值仍可高达3.0，改进后的系统在室外气温为-20℃时仍可提供高达90℃的热水。
日本三洋电机公司Mukaiyama等人开发的家用CO2热泵热水器，采用20-120 Hz的变频电机驱动，在恒温室中测试系统在不同温度和湿度下的性能。结果表明，制取65℃和90℃热水时，年平均COP分别为3.53和2.72，比传统锅炉低40%。日本日立公司(2006)开发了一种家用CO2热泵热水器，可以随时提供热水。热水器的定制热量和COP分别为23kw和4.6，可以直接提供所需温度的热水，无需混合冷水。2002年，大金和松下分别推出了自己的CO2热泵热水器。
在日本，自2001投放市场以来，销量稳步上升。根据制热量、水箱容量和地域适应性的不同，日本市场上有超过16种不同类型的CO2热泵热水器，包括三菱、大金、三洋、日立、松下、东芝、电装和长福。
在国内高校中，天津大学、上海交通大学、Xi交通大学等高校也开展了CO2热泵热水器的研究，天津大学和上海交通大学也做了样机，并对样机进行了详细的研究。针对国内企业，庆安制冷也对CO2热泵热水器进行了详细的研究和样机开发。为了使自行研发的CO2压缩机在系统中具有良好的性能，R&D动力致力于从CO2热泵热水器的结构设计、工艺设计、系统控制策略、电机拖动控制策略、控制器、水路系统等方面进行细致的研究，为CO2压缩机在未来的推广奠定基础。