海水源热泵空调具有高效、节能、环保等诸多优点,已被国内外许多沿海城市所采用,是国家“十二五”规划重点推广的能源项目。然而海水源热泵空调的推广却面临诸多障碍,其中就包括在冬季低温海水工况下无法稳定高效运行的问题,针对这一难题,本文对低温海水工况下海水源热泵空调的运行性能进行了研究。首先,对套管式换热器和喷淋竖板式换热器进行了结构介绍和性能分析,分别对二者的传热过程建立了数学模型,并通过求解数学模型,得到其作为海水源热泵中间换热器时海水入口温度、海水流速等关键参数对其流动性能和传热性能,以及对整个热泵系统制热系数(COP)和制热量的影响,并分析了造成这些影响和规律的原因。其次,分别对两种换热器在结冰时的传热过程进行分析,建立数学模型并求解,得到其在结冰时的特性规律：套管式换热器存在结冰堵塞流道,使换热无法继续进行,进而使热泵机组停机,甚至有损坏设备的危险；而喷淋板式换热器可以带冰连续工作,但其在冰层厚度达到一定程度后,传热性能会急剧下降。同时,定义了套管式换热器冰堵率的概念,给出其可以安全运行的工况范围；定义了喷淋板式换热器热阻占比率的概念,给出其可以高效稳定运行的工况范围,并提出了除冰融冰的方案建议。最后,搭建了低温海水工况下海水源热泵中间换热器性能测试实验台,分别对套管式换热器和喷淋板式换热器的传热性能,以及对热泵系统制热系数(COP)和制热量的影响进行了测试,验证了数学模型的可靠性。