顺应节能、环保的发展需求，空气源热泵技术在我国广泛应用。但冬季供热时的室外侧换热器结霜问题却极大影响了机组的制热性能，需配以适当的除霜操作，然而现有除霜控制策略均以反应霜层生长的间接因素为参考变量，判定得出的除霜时机常脱离实际需求，致使“误除霜”事故频频发生。在我国南方地区，误除霜主要表现为“有霜不除”，北方地区则主要为“无霜除霜”。解决此问题的关键是寻求一种直接有效的霜层厚度监测技术，为此本文将光电技术引入霜厚测量与除霜控制中，建立了一种新型测霜方法，并由此产生一种直接以霜厚为依据的除霜判据，力求从根源处降低误除霜事故的发生几率，从而提高空气源热泵的除霜效率。　　 研究之初，设计、搭建了光电测霜技术实验室小试试验台，完成技术可行性与影响因素研究。实验结果表明，光电测点输出电压具备明显的“二值”与“线性”特性，可分别用于除霜动作的启停判断与霜厚测量。基于21组实验数据拟合得出的电压-霜厚线性关系式，经验证计算结果与实际霜厚间的相对误差可控制在±10％以内。通过对比试验确立了光电测霜技术的主要干扰因素与最佳应用条件，并拟定了光电除霜判据。　　 研究中期，将光电测霜理念固化于产品设计，实现了4种不同类型的抱管式光电传感器的开发，并在人工环境室中完成中试试验。在标准结霜工况及变工况条件下对1台额定供热功率为60kW的低温空气源热泵机组进行了近700分钟、21个结除霜周期的实验研究。试验结果从运行特性、供热性能及除霜效果等方面分析了机组的供热特性，并评估了光电信号的精准度与技术节能潜力。研究结果显示机组在高温高湿条件下频繁出现“无霜除霜”，且原有除霜判据易于受到温度变化的干扰。光电信号则可有效降低误除霜几率，提升供热效率与系统COP。　　 研究后期，将光电传感器应用于实际工程并开展了为期3个月的现场跟踪测试。实测结果表明光电测霜技术在雨雪、雾气、低温等恶劣天气中仍具备工程适用性，可有效避免误除霜事故。同时，现场测试中北京地区出现了连续4天的罕见低温环境，空气温度变化于-16.5℃～-6℃，热泵机组在该时段的运行特性为热泵技术应用范围的北拓提供了宝贵的数据资料。