本文的研究对象是额定制热量为5360W的空气源热泵的翅片管蒸发器。建立了稳态物理模型，对实验数据进行计算机分析，该模型考虑了蒸发器在干、湿、霜工况下传热的差异，而且对影响蒸发器性能的主要参数(迎面风速、环境温度等)进行了分析和计算。鉴于机组在冬季较低的环境温度运行时，容易在蒸发器表面结霜以至降低机组的供热性能和能源的利用效率。我们对蒸发器进行了结霜实验，并用数码相机对结霜、化霜的整个过程进行了跟踪拍摄，最后将所有照片合成为动态过程，并对结霜实验数据进行了计算分析。本文根据实验分析的需要，主要做了以下工作： 1．首先，对翅片管蒸发器结构特点进行分析，选取适当的微元控制体，就干、湿和霜工况下对每个微元分别进行传热分析，确定空气侧、制冷剂侧的有关参数，经适当假设，运用质量守恒和能量守恒方程建立数学模型，为系统的性能分析奠定基础； 2．空气源热泵蒸发器的主要热阻在空气侧，因此迎面风速的大小、流场的均匀性以及管排数对蒸发器的换热性能、蒸发温度以及热泵的制热系数有很大影响。本文采用热线风速仪对热泵型空调机组室外蒸发器空气入口侧空气流速进行了测量，结果表明：蒸发器的风速分布是不均匀的，风速的最大值和最小值相差约4倍。风速不均匀造成了蒸发器换热效率的降低。计算表明2排管型蒸发器的性能优于3排管型蒸发器，风量增多23.1％，蒸发温度升高5.4℃，制热系数升高15.1％，避免了结霜的可能。结构设计不当会使得热泵的性能系数降低。因此在蒸发器的设计时，应进行综合考虑翅片结构、翅片间距、管排数、空气流速等因素的优化，才能使得空气源热泵蒸发器具备达到较高蒸发温度和较高制热系数的条件。 3．为了根据不同的使用条件，进一步提高空气源热泵机组的性能，通过对机组运行特性的分析，以总输入功率为目标函数，以蒸发温度to、空气出口温度ta2作为自变量，其它参数(如制热量、空气进口温度等)作为给定值建立空气源热泵蒸发器优化数学模型，并编制了计算程序。在保证机组满足供热量的前提下，根据不同的风速，对系统关键运行参数及部件进行了优化选择计算。为空气源热泵空调器的计算机优化设计建立了理论基础并提供方法。 4．论文还对沿制冷剂流路蒸发器换热管的管壁温度进行了实验，依据实验数据在C.C.Wang等人的管外对流换热经验公式的基础上引入了修正系数，并在此基础上建立了蒸发器换热和流路压降模型。实验条件为管外空气温度范围7.7～19.5℃，蒸发器进口温度范围3.5～14.9℃，进口干度范围0.2～0.25，冷凝温度范围64.5～72.4℃，制冷剂质量流率155.78kg/s。实验获得了传热系数与压降随干度的变化情况。计算结果表明：随着沸腾过程的进行，压降逐渐增加，而换热系数也不断增大。 5．最后，我们进行了蒸发器结霜实验。从结霜工况的计算结果来看3排管蒸发器的蒸发温度要比2排管的低将近8℃，使得3排管型换热器运行更容易结霜。3摊管制热系数ε比2排管的降低26.8％。说明3排管型蒸发器在结霜工况下，比2捧管型性能下降更为严重：将结霜工况的性能计算结果与理论制热循环比较可以看出，2排管型蒸发器制热系数下降了44.4％，3排管型的制热系数下降了46.8％；随着结霜时间的增加，蒸发器内制冷剂的蒸发温度、冷凝温度将降低，相应的蒸发压力、冷凝压力也降低，而且冷凝压力的降低幅度大于蒸发压力，因此压缩机的压缩比在逐渐的增大，机组的供热效果呈衰退趋势。