空气源热泵用于冬季采暖具有能效比高、无污染等特点,故在我国一些地区广泛使用。然而,单级或复叠式空气源热泵在各自运行的模式下并非在任何情况下都可以获得最佳能效系数。因此本文提出了一种具有单级和双级两种运行模式的新型空气源热泵,通过采用单级和双级两种循环方式,并在适宜环境条件下进行模式切换,在满足冬天不同的加热需求的情况下,依然可以保持较高的能效系数。本文研究了这两种循环的性能表现,分析了两种循环的能耗及能效系数随供水温度和环境温度改变的变化趋势。结果表明在环境温度较低且供水温度较高的情况下,双级循环相比单级循环具有更低的能耗和更高的能效系数。反之,则单级运行更有优势。另外,本文还分析了使双级循环在最优中间温度下运行时与距最优中间温度存在一定偏移量的情况下运行时和单级循环的环境切换温度。结果显示两种模式的环境切换温度随着供水温度的增加和水温差的减小而提高。另外,切换温度随着距离最优中间温度的偏差量的增加而减小,随着出口水温的增加而增加。空气源热泵的室外机在温度较低的环境下运行时可能发生翅片管束结霜现象,恶化传热效果,影响热泵性能,甚至导致失效事故,因此研究结霜的过程十分重要。本文使用商用计算流体力学(CFD)软件Ansys Fluent1 5.0,在基于以往结霜研究的几个常用假设下,依据数值计算模型,编写UDF程序,模拟了定壁温平板在多个工况下一定时间内的结霜情况,研究了不同的湿空气参数如空气温度、空气湿度和外界条件如平板温度对结霜过程的影响,并与实验结果对比,验证了模型的可靠性和准确性。