本文针对空气源热泵冬季运行时蒸发器表面结霜问题,提出了一种解决方法。设计了一种不结霜空气源热泵蒸发器,将蒸发器放置于密闭玻璃罩中,玻璃罩内填充干空气,利用干空气直接与蒸发器换热。采用数值模拟的方法,研究了玻璃罩内干空气流动情况,分析了不同情况下不结霜空气源热泵蒸发器的换热情况,并对节能性和供热系数（COP）进行了分析。首先,分析了普通空气源热泵霜层的生长这一复杂的动态过程,并选择了适合的霜层密度和换热系数计算公式。对不结霜空气源热泵蒸发器进行换热的理论分析,分析了在不同太阳辐射条件下蒸发器换热的不同方式。在理论分析的基础上通过合理的简化构建了不结霜空气源热泵蒸发器的三维模型。其次,对建立的物理模型进行数值模拟,模拟8:00～18:00十小时内的运行情况。发现蒸发器置于密闭玻璃罩顶部、风扇距离蒸发器300mm时更有利于换热。对比不同玻璃罩尺寸和不同风扇风压对不结霜空气源热泵蒸发器换热的影响,发现在玻璃罩尺寸一定时,随着风压增大,同一时刻蒸发器吸热量越多;在风扇处风压一定时,在一定范围内增大玻璃罩尺寸有利于蒸发器吸收更多热量,尺寸过大反而会不利于换热。通过分析十小时内运行情况,发现蒸发器吸热量受太阳辐射影响较大。最后,对不结霜空气源热泵蒸发器进行了外壁结霜情况分析,得出了夜间运行外壁也不会结霜的玻璃罩尺寸。与结霜工况下运行的蒸发器进行对比,同条件下使用不结霜空气源热泵蒸发器可以具有较高的吸热量,同时可以节省电能。结合实测数据对比分析得到使用不结霜空气源热泵蒸发器可比使用普通蒸发器运行期间平均COP提高17.4%。