1. 霜层的形成
空气源热泵冬季运行时，当空气侧换热器表面温度低于0℃且低于空气的露点温度时，换热器表面就会结霜.影响结霜的因素很多，如空气的温度、相对湿度、流速、换热器表面的温度等。
结霜过程是很复杂的，特别是对复杂几何形状的肋片管式换热器。但霜的形成大致可分为3个时期，即结晶生长期、霜层生长期和霜层充分生长期。
(1)结晶生长期
当空气接触到低于其露点温度的冷壁面时，空气中的水分就会凝结成彼此相隔一定距离的结晶胚胎。水蒸气进一步凝结后，会形成沿壁面均匀分布的针状或柱状的霜的晶体。这个时期霜层高度的增长最快，而霜的密度有减小的趋势。
(2)霜层生长期
当柱状晶体的顶部开始分枝时，就进人霜层生长期。由于枝状结晶的相互作用，逐渐形成网状的霜层，霜层表面趋向平坦。这个时期霜层高度增长缓慢，而密度增加较快。
(3)霜层充分生长期
当霜层表面几乎成为平面时，进人霜层充分生长期。这以后，霜层的形状基本不变。
2.霜层的结构
霜层是由冰的结晶和结晶之间的空气组成、这就决定了霜层的一大特点，即霜是由冰晶构成的多孔性松散物质。
对霜层结构的研究，国外学者提出了各种各样的箱层模型，主要有霜的多孔模型、冰柱模型、多孔-冰柱混合模型等，每种模型各有其特点和局限性。
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