空气源热泵作为一种技术成熟、高效环保型供冷供热空气调节设备在建筑节能工程中已被广泛应用。然而空气源热泵蒸发器在寒冷地区冬季制热运行时的结霜现象会降低系统制热量、影响舒适性体验,结霜严重时甚至造成系统宕机或对热泵系统产生不可逆损伤。因此深入研究空气源热泵蒸发器结霜/除霜特性具有重大的理论和工程实践意义。设计并搭建空气源热泵蒸发器结霜/除霜特性可视化实验平台,对不同环境工况下、不同除霜方法下的空气源热泵蒸发器整体结霜和除霜过程进行全过程、全方位的可视化分析研究。以蒸发器整体作为研究对象进行结霜特性实验,分析蒸发器结霜过程中霜层形态特征和形成、生长规律,研究蒸发器结构和空气参数对结霜特性的影响。以蒸发器整体作为研究对象进行空气法除霜特性实验和电加热辅助空气法除霜特性实验,分析空气源热泵蒸发器除霜特性和除霜过程影响因素。采用Ansys Fluent仿真软件以数值模拟手段和空气源热泵连续结霜/除霜循环实验相结合的方式分析滞留液滴形成、生长机理以及化霜滞留水对系统再结霜状况的影响和滞留水形成冰点后对再次除霜时间的影响。主要结论如下:以蒸发器整体作为研究对象,蒸发器表面霜层形成、生长过程的形态特征和生长规律与单一冷表面基本一致,但蒸发器的流路布置和管排方式导致的霜层堆积和空气绕流现象会影响霜层在蒸发器不同区域的分布,特别霜层沿垂直翅片方向的快速生长会加剧堵塞相邻翅片间的空气流道,影响蒸发器换热性能。低温环境工况下(<0℃),空气温度越低、空气含湿量越低,蒸发器表面的结霜厚度越小。空气相对湿度越大,换热器结霜越多,而且相对湿度对霜层的形成和发展过程的影响要高于温度对其影响。采用低温风化霜时,空气温度越高、相对湿度越低,蒸发器表面的霜层融化速率越快。温度对于霜层融化阶段的影响更加显著,当空气相对湿度分别为45%和60%的情况下,除霜温度均由3℃提高至5℃,化霜时间分别缩短29.3%和39%。除霜过程滞留水的清除过程占整个除霜时间的20%-40%左右。电加热方式对霜层融化过程的影响更为显著,当分别采用1000W,1600W功率电加热棒辅助10℃空气化霜时,蒸发器霜层融化速率分别提高了33%和41.7%,化霜水流动时间缩短了20%和30%,滞留水的消除时间分别提高了24%和48%,总速率分别提高了22.9%和37.1%。由于重力、粘附力、气液界面表面张力作用,化霜水流动过程中会形成液桥,最终发展成滞留大液滴,对系统再结霜过程和再除霜过程产生不利影响。通过空气源热泵连续结霜/除霜循环实验获得了采用抑制冰点时间控制法和无冰点化霜时间控制法下的最佳除霜时间。