本文用数值模拟的方法研究了结霜工况下空气源热泵机组的动态性能,对其在结霜工况下的性能及除霜过程进行了实验研究,探讨了室外换热器结霜对机组性能及除霜过程的影响,这对热泵空调器的除霜控制和优化设计具有重要的意义和实用价值。将室外换热器的结霜视为准动态过程建立了制冷系统的动态分布参数模型,并用有限差分法对数学模型进行了数值计算,得出了热泵空调器在各种结霜工况下的动态特性及霜层在室外换热器上的动态生长规律。数学模型中换热器采用分相流模型,毛细管采用均相流模型,并考虑了“闪点延迟”和“壅塞流”现象的影响,同时在模型中考虑了室外换热器表面结霜引起风量下降及结霜过程与制冷系统循环参数的相互影响。利用焓差法空调器性能实验室提供的室内外环境建立热泵空调器结霜性能实验台,研究了热泵空调器结霜工况下的动态性能及除霜性能。实验中测量了结霜量、制热量、霜层厚度等参数随时间的变化及室外换热器壁面温度分布,在此基础上分析了环境参数及入口风速对霜层厚度、结霜量、总制热量、总能效比及除霜性能的影响。实验结果表明,室外换热器结霜量随时间线性增长,而翅片表面霜层厚度则分为初始阶段、匀速增长段和快速增长段三个阶段;对于不同进风相对湿度工况,蒸发器均在进风温度0~3℃附近时结霜最为严重,且相对湿度对霜层厚度的影响要大于对结霜量的影响。随着进风相对湿度的减小,每次除霜所需的时间和除霜耗功增加,但结霜周期也相应增大,故使总制热量和总能效比增加。同时,实验结果表明:存在一个使除霜时间和除霜耗功最小的蒸发器迎面风速,对于试验样机,蒸发器进口风速为1.3m/s时除霜时间和功耗最小。