冷凝器的性能对空调系统的运行特性与能耗情况有至关重要的影响,冷凝器的优化设计研究在理论和实际应用方面都非常重要。本文采用实验研究与模拟研究相结合的办法,对冷凝器管程布置问题进行了系统研究。本文主要研究了管程布置对冷凝器综合性能的影响。针对四种双排冷凝器布置,本文系统的探讨了制冷系统运行特性的影响因素。如:制冷剂充注量、蒸发器侧风量、结构布置、流路合并点布置等。根据实验结果对仿真模型的准确性进行了校核。利用模型依次增加并管点布置,得出了最佳并管区间。依据模拟结果,对管翅式冷凝器换热过程进行火用分析,计算冷凝器流动换热过程各部分火用损失。不同并管布置的冷凝器性能实验在焓差实验室进行,研究发现:标准工况下,1.5匹家用空调系统(R410a)最佳制冷剂充注范围为1150~1200g。蒸发器侧变风量实验在风量为1250m3/h时,系统运行效果最佳,系统能效比也较高。变工况状态下,管程布置b在冷凝器换热量与系统能效比均优于其他三种布置方式。因此,在冷凝器后半程合理位置采用并管布置能优化换热器换热及系统运行。当制冷剂充注量较小时,管程布置对冷凝器的换热和压降性能影响可忽略;当制冷剂充注量增大时,管程布置对冷凝器换热的影响变大。冷凝器后半段并管处理可一定程都上改善其整体换热均匀性,最佳并管点区间宜选在干度[0.1~0.4]位置,以满足换热和压降的综合平衡要求。然后采用模拟软件对不同并管位置的双排冷凝器进行了性能分析,首先根据实验结果对模拟软件进行了校核。模拟研究发现:随着制冷剂质量流量增大,换热量与压力降都成上升趋势,但是变化的规律不同。制冷剂质量流量对换热器换热及压力降影响较大,最佳制冷剂质量流量的取值范围在0.020~0.035kg/s。当相同制冷剂流量时,随着并管位置上移,冷凝器的换热量呈先增大后减小的趋势,冷凝器的压降呈上升趋势且上升的速度不断增大。研究发现:在工质干度0.1~0.4处进行并管处理,可使冷凝器的换热量较高,冷凝器压降也不至太大。并管过早,或者不并管都不利于冷凝器后半程的换热。最后采用火用分析法对冷凝器综合性能进行分析。管翅式冷凝器换热过程主要火用损失来源于温差传热,但是散失到空气中的火用损失与压力降引起的也不容忽略。对于低质量流量的冷凝器,并管点不同冷凝器总火用损失影响可忽略。对于高制冷剂质量流量的冷凝器,随着并管点上移,冷凝器的总火用损失不断增大。并管点布置在48~50之间,火用损失较小,即可用能损失最少。