制冷系统为低温贮藏食品提供低温高湿环境,当蒸发温度低于空气露点温度时,蒸发器表面结露,蒸发温度低于0℃时,蒸发器上会出现结霜现象。霜层的不断增厚,会导致蒸发器的传热热阻增大、堵塞气流通道,使蒸发器的传热性能下降,系统效率降低。因此,蒸发器的结霜是导致系统运行效率下降的重要因素之一,有效的除霜手段及控制方法是保证系统高效、稳定运行必不可少的手段。本文在对国内外蒸发器除霜技术及控制手段的发展与现状进行了总结的基础上,提出了一种新型的基于灰度图理论在结霜量检测方法的原理,并提出了一种新的特征参数St,结合灰度对比度归一化参数ξ确定系统除霜启停点。并对该方法进行了实验,验证了该方法的可靠性。首先,本文搭建了结霜性能实验台,进行结霜实验。研究不同结霜工况下,系统参数的变化规律,并对其进行讨论和分析,以找出适合的系统参数作为系统最佳除霜时间的判断依据。然后,阐述了压差传感器在蒸发器结霜测量的应用,并基于一元流动恒定流能量方程,提出了一个无量纲压差系数（PLF）,用以定性描述蒸发器表面霜层的生长。在不同结霜工况下,在蒸发器表面布置了五个压差测点进行实验,基于五个测点所测得的数据计算平均压差系数。平均压差系数与五个测点所测得数据计算的压差系数进行比较得出相对误差及标准误差,用以确定压差传感器在蒸发器中的理想安装位置。其次,基于现有的计算机图像处理技术的理论和基础,开发了一种基于灰度图理论的新型除霜控制方法,提出了一个蒸发器结霜特征无量纲参数St用以表征蒸发器表面的结霜程度,并且结合结霜图片灰度对比度归一化参数ξ共同确定系统临界除霜时间,并搭建了该控制策略的除霜控制实验台。最后,设置了五种结霜工况,对新型除霜控制方法进行了实验验证和讨论,首先,在结霜工况1下,基于系统运行参数的变化确定系统最佳除霜时间;其次,基于最佳除霜时间确定结霜程度系数St和ξ的阈值,从而确定临界除霜时间,改变结霜工况进行对比实验,以验证新型除霜控制方法的可靠性。结果表明,该方法能够避免系统“误除霜”现象,实现精准除霜。本文的研究工作为图片处理技术在制冷系统或空气源热泵的蒸发器霜层测量及除霜控制进行了优化,该方法能够避免系统“误除霜”现象,同时降低光照强度对结霜图片识别的误差,使得系统精确地判断除霜启动时间,实现精准除霜。