当蒸发器的表面温度低于零摄氏度时就会结霜。矿井加热机组结霜过程可分为三个阶段：结霜柱的出现、结霜层的生长和结霜层的成熟。

　　霜冻柱发生在霜冻形成的早期。结霜柱是通过冷表面的空气经除湿后形成的露水凝结而成，在进一步冷却的情况下产生冰核，并垂直于冷表面生长。其作用与蒸发器鳍片相似，扩大了传热面积，增强了传热效果。随着时间的推移，由于霜冻柱头的结晶迁移或结晶干涉，使其不再相交。连续的单霜柱产生树枝和交叉连接。矿井加热机组霜层变厚，霜密度增大。它逐渐成为一个稳定的霜层，这就是它的生长和成熟期。

　　中小型空气源热泵除霜主要采用逆除霜、电热除霜和热水除霜的方法。本研究的目的是逆转除霜。除霜时，矿井加热机组通过四通换向阀将加热状态转换为制冷状态，室外盘管温度上升除霜。霜融是一个具有相变的非线性过程。根据温度和相变，霜融可分为预热阶段和熔化阶段。

　　霜冻在零摄氏度开始融化，这是一个预热阶段。进入融化阶段后，一部分霜融化成水，矿井加热机组另一部分仍以霜的形式存在。有研究表明，除霜过程的能耗约占总能耗的10%，控制不当造成的误除霜高达27%。因此，降低除霜频率，优化除霜控制是降低箱型因素降低除霜能耗的最有效措施。