室外相对湿度和室外干球温度是影响空气源热泵室外换热器表面结霜的重要因素。图1.11所示为根据不同空气源热泵机组试验结果绘制的结霜范围曲线。从图1.11中可以看出，如果室外相对湿度和室外干球温度落在图1.11所示曲线与相对湿度100%围成的区域内，一般会发生结霜现象。可能发生结霜现象的干球温度范围为-12.8～5.8℃和相对湿度高于67%。当室外环境温度高于5.8℃时，一般不结霜；当室外环境温度低于5.8℃且相对湿度低于67%时，空气露点温度较低，一般不容易结霜；当室外环境温度低于-12.8℃时，空气含湿量低，如果露点温度低于室外换热器表面温度则将不结霜，如果露点温度高于换热器表面温度则将缓慢结霜，结霜周期长，结霜影响相对较小。

图1.11　空气源热泵结霜范围

空气源热泵制热运行时结霜会导致制热量和COP随霜层厚度的增加而迅速降低，需要适时进行除霜以恢复正常运行。除霜方法主要有逆循环除霜、热气旁通除霜和蓄热除霜等。

1.逆循环除霜方法

逆循环除霜是指通过四通换向阀换向，循环系统从制热运行切换为制冷运行，室内、外风机停转，压缩机高温排气进入室外换热器进行除霜。除霜结束后，通过四通换向阀换向切换回制热运行。一般在进入除霜前和退出除霜后，压缩机需要停机几分钟再开启以确保压缩机、四通换向阀等零部件的可靠使用。在除霜期间和除霜前、后压缩机停机期间，热泵停止向室内供热，室内温度下降，特别是空气-空气热泵，室内温度下降明显，在整个结霜工况制热运行期间，室内温度会出现大幅波动导致室内舒适性降低。

空气源热泵逆循环除霜过程无法制热运行，存在固有的室内温度波动和室内舒适性下降问题。

2.热气旁通除霜方法

热气旁通除霜是指压缩机高温排气直接旁通至室外换热器进行除霜，图1.12所示为热气旁通除霜热泵系统原理图。热气旁通除霜期间，室内、外风机停转，旁通电磁阀打开，压缩机高温排气依次经四通换向阀、旁通电磁阀进入室外换热器进行除霜，热泵停止供热，室内温度仍然会下降。由于除霜前、后无需压缩机停机和四通换向阀换向，热泵停止供热的时间相对逆循环除霜显著缩短，因此室内温度波动幅度相对较小。热气旁通除霜所需热量来自压缩机耗功。

在热气旁通除霜的基础上增加电加热器作为低温热源可以实现除霜期间连续制热，图1.13所示为辅助加热热气旁通除霜热泵系统原理图，具体工作原理简介如下：热气旁通除霜运行时，室外风机停转，室内风机低速运转，旁通支路上的电磁阀2打开，压缩机高温排气的一部分经旁通支路进入室外换热器进行除霜；辅助加热支路上的电磁阀1打开，主路节流装置1关闭，电加热器开启，压缩机高温排气的另一部分进入室内换热器冷凝液化后依次经电磁阀1和节流装置2节流降压后进入电加热器蒸发气化，与室外换热器出来的制冷剂混合后进入压缩机，经压缩后排出。除霜和制热所需热量来自电加热器和压缩机耗功，在电加热器功率一定的情况下，除霜和制热所需热量的分配通过节流装置2和3的调节来实现。

辅助加热热气旁通除霜方法与常规逆循环除霜方法相比，除霜周期明显缩短，除霜过程中压缩机无需停转，可以连续制热，室内温度波动幅度显著减小，室内舒适性得到明显改善。但该方法增加了电磁阀、节流装置、电加热器及管路和控制等成本，实际应用较少。(www.daowen.com)

图1.12　热气旁通除霜热泵系统原理图

图1.13　辅助加热热气旁通除霜热泵系统原理图

图1.14　蓄热除霜空气源热泵系统原理图

3.蓄热除霜方法

蓄热除霜方法在空气源热泵型空调中已有少量应用。可以实现蓄热除霜的热泵系统方案有很多种，图1.14所示为其中一种蓄热除霜空气源热泵系统原理图。相变蓄热器包裹压缩机（高背压压缩机和排气冷却电机）壳体并与之紧密接触。制热运行时，压缩机壳体温度高于蓄热器中相变材料的温度，对蓄热器进行充热。除霜运行时，室内、外风机停转，四通换向阀换向，节流装置1关闭，电磁阀开启，压缩机高温排气经四通换向阀进入室外换热器进行除霜，部分液化的制冷剂经电磁阀和节流装置2节流降压后进入蓄热器中蒸发气化（蓄热器放热），经四通换向阀进入压缩机压缩后排出。

与逆循环除霜方法相比，蓄热除霜方法在除霜期间所需热量来自蓄热器的蓄热量和压缩机的耗功，供除霜用的热量显著增加，除霜时间显著减少，有利于减小室内温度波动幅度，但同样存在除霜前、后压缩机停机再起动的等待时间，以及除霜期间热泵停止供热等导致室内温度下降的因素。蓄热除霜方法可有效利用压缩机的漏热量，提高能量利用率。