本发明公开了一种基于热膨胀和热能除霜的空气能热水器除霜方法，包括以下步骤：S1：结霜程度的检测；S2：除霜控制：通过获取所述S1给出的结霜程度，在判定为结霜时控制盘型铜管上的热膨胀单元和加热单元进行除霜；所述的热膨胀单元为电热材料和热膨胀材料复合组成，所述电热材料嵌入热膨胀材料的内部；热膨胀单元紧贴或者缠绕在盘型铜管上；所述加热单元包括紧贴或者缠绕在盘型铜管上的发热材料。本发明通过检测结霜程度的结果，将热膨胀除霜和热融霜有效结合，能有效提高除霜效果，加快除霜过程，减小除霜能耗，还能消除水温/室温大幅度下降，提高空气能热水器整体性能。