在低温制冷系统中，翅片管蒸发器表面结霜现象很常见，霜的产生一方面增加了热阻，另一方面减少了空气流通面积，导致蒸发器的换热性能恶化。尤其是在低温高湿环境下，蒸发器的结霜将直接影响蒸发器乃至整个系统的安全与稳定运行，所以对蒸发器结霜工况动态性能的实验和模拟研究就显得尤为重要。本文利用包括一个封闭的带加热，加湿、风速控制的风道循环系统和蒸汽压缩式制冷系统的换热器低温结霜工况性能实验系统，测试在不同的的入口空气温度、湿度、流速等环境参数下，翅片管式蒸发器低温结霜工况的结霜量，制冷量，COP、进出口空气侧压降和能量传递系数的变化以及制冷量、COP、空气侧压降等随霜层增长的变化情况，分析环境参数对翅片管蒸发器性能的影响，并对蒸发器试件不同工况下的融霜时机进行了定量分析。建立了结霜工况下翅片管蒸发器空气侧流动和换热的分布参数仿真模型，模型考虑了在气流方向上蒸发器结构、霜层厚度以及湿空气状态等参数沿程变化的影响。编制了适用于不同空气流态和蒸发器结构的翅片管蒸发器动态结霜过程模拟计算程序，对蒸发器的结霜量、制冷量、能量传递系数和进出口空气侧压降等性能参数进行计算，并通过对比分析实验结果和模拟计算结果发现，在6小时的结霜过程中，实验值和模拟计算值的误差最大值在14%以内，两者间吻合较好，证明了所建立的分布参数模型的准确性，并可用模型进行结霜工况下翅片管蒸发器性能的正确预测和优化分析。在此基础上，进一步分析蒸发器的结构参数对蒸发器性能的影响和霜层密度和厚度的变化规律，并对如何抑制结霜，提高蒸发器的综合换热性能进行了分析，提出了4点改进建议。对翅片管蒸发器低温结霜工况性能研究，为环境参数优化、蒸发器结构设计改进和融霜周期的确定提供了重要的实验依据和设计参考。