空气源热泵作为一种高效节能的可再生能源技术,在我国不同地域得到了广泛应用,具有广阔的发展前景。空气源热泵在冬季的制热运行中经常面临结霜问题,当其室外换热器表面温度同时低于空气露点温度和冰点温度时,就会发生结霜现象。结霜会使机组制热性能降低30%～60%,严重时会造成机组停机保护,甚至物理性损坏,在高湿气候区域结霜问题尤为严重。可见,抑制结霜对保障空气源热泵高效运行与稳定供热具有重要意义。然而,现有抑霜技术局限于室外换热器及其内外部运行条件的优化,存在抑霜能力不足、工程实用性差等问题;空气源热泵传统的设计开发方法是以制热为主的单目标设计方法,并未充分考虑不同地域结霜的差异,严重制约了空气源热泵在我国不同地域的高效适用和良性发展。本研究从优化空气源热泵关键部件(压缩机、室外换热器和室外风机)的本构配置关系角度,探究一种新的空气源热泵抑霜理论和技术,以提升空气源热泵在不同地域的适用性,主要工作如下:首先,进行空气源热泵关键部件本构配置关系对结霜性能影响实测研究,验证了本构配置抑霜的可行性。实测结果表明,当空气源热泵室外风机和室外换热器的本构配置同时增大1倍时,抑霜效果较为显著,机组平均结霜速率降低和结霜损失系数降低了37.2%～39.6%和31%～34.2%,平均制热能力和COP改善高达11%～15%和5%～14%。其次,开展基于空气源热泵关键部件本构配置关系的抑霜理论研究,分析空气源热泵抑霜的关键影响因素,探究空气源热泵关键部件本构配置对抑霜的影响规律,提出表征本构配置关系的抑霜特征参数,建立简便、准确的半经验抑霜模型并验证。通过研究得到:(1)换热温差是空气源热泵抑霜的关键影响因素,增大室外换热器面积、室外风机风量、压缩机转速以及压缩机的行程容积,有利于降低换热温差,实现抑制结霜;(2)抑霜特征参数CICO清晰地表达了室外换热器、室外风机以及压缩机之间的本构配置关系;(3)抑霜半经验模型综合考虑了空气源热泵类型和本构配置的差异,可有效表征空气源热泵本构配置关系对抑霜的影响。再次,依据抑霜半经验模型,以“制热优先、兼顾抑霜”的设计开发理念为导向,针对严重结霜气候区域,开发基于抑霜和制热多目标优化的空气源热泵设计开发方法,并验证其适用性和经济性。研究结果表明,抑霜型空气源热泵COP在额定条件下较标准中的规定值高了22%～27%,同时现场应用对比结果表明,抑霜型空气源热泵COP较常规机组在典型结霜工况下可提升21%～54%,长期运行能效可提升22%～45%,且其费用年值可降低13%～19%,1年左右可回收追加的投资。可见,该方法不仅能满足抑霜和制热的双目标需求,而且具有较高的节能潜力和技术经济优势。最后,分析空气源热泵在我国适宜地域范围,确定不同地域空气源热泵结霜影响程度,因地制宜的完成空气源热泵抑霜技术在我国不同地域应用的区划。研究结果表明,我国空气源热泵适宜地域包括261个地级行政区和4个直辖市,这265个城市的结霜影响程度总体呈现出自南到北、自东向西递减的趋势,并以空气源热泵能效等级降低系数作为划分基准,确定了124个抑霜技术强烈推荐的城市。综上,本课题发展了基于空气源热泵关键本构配置关系的抑霜理论,开发了基于制热和抑霜多目标优化的空气源热泵设计开发方法,并因地制宜的完成了空气源热泵抑霜技术在我国不同地域应用的区划,研究将有助于突破现有抑霜技术局部优化的技术瓶颈,弥补空气源热泵传统开发未考虑不同地域结霜差异的不足,推动空气源热泵由传统标准配置向全地域个性化配置的转型,为空气源热泵在我国多地域的高效适用和良性发展提供理论与技术支撑。