本文旨在开发水-空气接触式凝固热泵用于冬季供暖的关键技术。所谓“接触式凝固热泵”,是指用空气与水直接接触的方法来提取水中的凝固潜热,再以空气作为中间介质,将获取的热能输运给热泵的蒸发器。与已经有所研究的间壁式凝固热泵的相关技术相比,直接接触式可避免换热表面结冰难以处理的问题。为了更好的大力开发水-空气接触式凝固热泵的相关技术,本文首先对水-空气接触式凝固换热过程进行了理论分析。凝固换热过程可分为两段:一段是水-空气接触式对流换热;一段是空气和冰层的对流换热,本文分别对这两段建立了物理模型和数学模型,并进行了求解。总结给出了凝固换热装置的热工计算方法和计算机进行求解的逻辑框图。本文进而进行了水-空气接触式凝固换热实验研究。过程中,确定了实验装置的结构参数和运行参数,选择了测量仪表,搭建了水-空气接触凝固换热实验台。拟定了实验内容和实验实施方案,并分析了实验误差。在此基础上分别进行了观察实验,除冰实验和传热实验,观察到结冰现象很明显,证实了压缩弹簧变形除冰方法的可行性,数据分析显示,空气进出口温差稳定明显,且凝固换热效果显著,证实了水-空气接触式凝固换热技术的可行性。通过理论分析与实验研究,证实了接触式凝固热泵可以连续进行供暖,且热泵机组COP可达3.0以上,效率稳定。