由于空气源热泵具有优秀的节能、安全、耐用等优点被广泛的使用于各个领域。但是空气源热泵在室外环境温度较低且湿度较高的环境下运行会导致室外换热器结霜严重影响热泵的性能,因此空气源热泵的结霜问题也一直是研究的热门问题,针对此问题也产生了许多不同的融霜方法。本文基于热气旁通除霜方法提出了分部除霜的热泵系统并对其系统性能与融霜性能进行了模拟与实验。工程中常用的空气源热泵系统除霜方法有人工扫霜、逆循环除霜、热气旁通除霜和电加热除霜等,但是以上的除霜方法均存在不同的问题。人工扫霜会增加人力消耗,逆循环除霜在除霜的同时无法供热而且会降低室内环境温度,热气旁通除霜系统结构较为复杂而且会产生较多的热量浪费,电热加热除霜存在安全隐患且有额外的电能消耗。针对现有的除霜方法中存在的缺陷,本课题提出一种带补气的一次节流中间不完全冷却准双级压缩方式分部除霜热泵系统。通过采用带补气的一次节流中间不完全冷却准双级压缩循环使本系统能适用于较低的室外环境温度,通过将热气旁通除霜方式进行改良得到分部除霜方式,将室外换热器分成三组拥有独立的进出口的换热翅片管实现分部控制,避免了空气源热泵融霜时从室内环境吸热以及融霜时产生多余的能量消耗。在搭建完成实验台后探究在工况一定的状态下不同蒸发温度与不同室外风机运行频率下本系统的除霜速率以及性能的影响。实验以R22为制冷剂,通过12个截止阀来控制系统的分部除霜运行,采用两个手动可调式节流阀控制中间温度以及蒸发温度,使用变频器改变室外风机的运行频率。利用FORTRAN建立微分方程对除霜过程进行了模拟并进行理论分析。理论分析结果表明:在冷凝温度55℃,室外环境温度-20℃,中间补气量30%,相对湿度为80%,结霜质量为2.5kg,结霜厚度为3mm时,系统的制热COP在融霜的前期有一个增长会高于正常运行时系统的制热COP,当融霜循环持续一段时间后系统制热COP会降低最后趋于平稳。系统在正常运行工况下的制热COP与除霜运行工况下的平均制热COP均随着蒸发温度的降低而降低。但是系统在除霜运行下制热COP的平均值均小于系统在正常运行下的制热COP。在风机运行频率与室外环境温度一定的条件下,除霜速率随着蒸发温度的降低而降低;在蒸发温度与室外环境温度一定的条件下,除霜速率随着风机运行频率的增加而降低;在室外环境温度一定的条件下,风机运行频率在0~35Hz的范围内,风机的运行频率对融霜耗时的影响不如蒸发温度对融霜耗时的影响大,在风机运行频率在35~50Hz的范围内时,风机的运行频率对融霜耗时的影响更大。通过实验发现,当控制室外换热器表面结霜厚度为3mm的条件下,蒸发温度的降低会导致室外换热器冷表面结霜耗时的减少,并且大致呈线性变化,在相同的蒸发温度下,风机的运行频率越高结霜耗时越多。当室外环境温度为-20℃,冷凝器进水温度为45℃出水温度为50℃并保持流量不变的条件下,热泵系统开始进行除霜循环时,冷凝器出水温度会随着蒸发温度的降低而降低,但是降低的幅度逐渐平缓,在相同的蒸发温度下,风机运行频率对冷凝出水温度影响不大。调节蒸发温度在-25℃~-35℃范围内变化时,室外换热器的融霜耗时随着蒸发温度的降低而增加,基本呈现正比例函数变化,在风机处于关闭状态下蒸发温度为-35℃工况下融霜耗时较比蒸发温度为-25℃工况下融霜耗时增加了42.37%,在风机处于50Hz的运行频率状态时对比在风机处于关闭状态时,融霜耗时平均增加53.38%。并且发现融霜耗时随风机运行频率的变化是一个先减少后增加的趋势,蒸发温度在-33℃~-35℃范围内变化时,风机运行频率在20Hz~30Hz范围内存在融霜耗时的最小值。蒸发温度在-25℃~-33℃范围内变化时,风机运行频率在15Hz~25Hz范围内存在融霜耗时的最小值。并且风机运行频率在0Hz~25Hz范围内变化时,蒸发温度的改变对融霜耗时的影响较大,在风机运行频率在25Hz~50Hz范围内变化时,风机运行频率的改变融霜耗时的影响较大。