在节能惠民工程、清洁能源采暖计划等政策驱动下,我国空气源热泵市场取得了长足的发展。空气源热泵系统在寒冷潮湿地区运行时,结霜现象是面临的主要问题。由于霜层的存在会使换热器传热热阻增加从而降低传热系数,同时霜层会堵塞蒸发器翅片之间空气通道使湿空气在空气通道内的流动阻力增加,进一步导致蒸发器换热量下降,甚至使空气源热泵系统无法正常运行。基于理论分析、数值模拟和实验测试,对空气源热泵蒸发器结霜行为进行了研究。通过建立的CFD结霜模型,对翅片管蒸发器表面结霜进行了预测。基于空气源热泵蒸发器结霜实验平台,对不同工况下蒸发器结霜过程进行了可视化分析。通过改变湿空气温度、流速和相对湿度等参数,研究相应因素对霜层形貌、霜层厚度、霜层密度的影响,进而获得霜层形成和生长规律。实验表明,蒸发器结霜厚度随时间呈线性增长。空气温度越低,空气含湿量越小,蒸发器翅片表面的结霜厚度越小。空气相对湿度越大,蒸发器结霜量越大,霜层的形成和发展到成熟期的时间越短。基于实验数据,建立了空气源热泵蒸发器结霜数学模型。利用欧拉多相流模型并耦合湿空气中水蒸气转移模型的方法,对蒸发器翅片表面霜层生长过程进行数值模拟。数值模拟与实验测试对比表明,三种工况下霜层厚度的模拟值与测试值的误差均在合理范围内。霜层分布的模拟结果与实验数据吻合较好。霜层生长模型可用于空气源热泵蒸发器表面霜层分布的预测。图52幅;表9个;参54篇。