能效是表征空调制冷设备质量的重要指标,提高空调设备能效指标的途径主要有:提高压缩机的性能和提高换热器的性能。对空调设备生产厂家来说,提高压缩机性能只能是选用性能比高的压缩机,因此,提高空调设备的能效比的主要途径之一是提高换热器的性能。本文首先建立了翅片管式蒸发器和冷凝器空气侧流动与传热模型以及制冷剂侧流动与传热模型,并基于VB.NET编程语言、Refprop制冷剂物性数据库和空气焓湿图开发了面向对象的蒸发器和冷凝器仿真模拟软件。并通过课题组搭建的翅片管换热性能实验台对蒸发器仿真模拟软件进行了准确性验证。实验结果表明:在相同工况下,仿真计算结果与实验结果基本上吻合,而且变化趋势也相同,证明了本仿真模型和算法是可靠的,计算精度可以满足工程应用上的需要。本文利用作者开发并通过实验验证的蒸发器仿真软件对蒸发器性能进行了仿真模拟计算,研究了管排数对换热性能的影响,管排数在不同迎面风速,不同风机功率下换热性能的影响规律,以及对比分析了管排数对R410A和R22换热器换热性能的影响。研究结果表明:每增加1排管,每排管的平均换热量减少18%左右,增加到7排管时,平均每排管换热量相对于3排管时的平均换热量降低了55%。这说明增加管排数尽管增大了传热面积,但不能使总换热量显著增加,因此并不是一种经济的增加换热量的方式。另外还得出:在相同条件下,制冷剂为R410A的换热量比R22大5%左右,管排数对使用这两种制冷剂的蒸发器换热性能影响趋势一致。本文还利用冷凝器仿真软件对翅片管式冷凝器性能进行了仿真计算研究,由于冷凝器空气侧只有干工况的情况,算法比蒸发器略简单。通过计算得出结论:当管排数增加到一定程度,管排数对压降的影响越来越小;增加管排数后,管后涡流区的范围会扩大,增强了其对换热的恶化作用,导致换热量的增加量越来越小;冷凝液膜所形成的制冷剂侧热阻对换热系数的影响较大,应及时将冷凝液排走,有助于强化管内侧换热性能。管排数增加到一定程度时,换热量变化很小,因此从成本经济性方面考虑,冷凝器设计中管排数一般不超过6排。