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二氧化碳作为自然工质替代CFCs和HCFCs一直是人们研究的热点。在汽车空调及热泵技术领域,二氧化碳跨临界循环系统的应用取得了很大的进展。本文针对微通道气体冷却器在二氧化碳汽车空调系统中的应用展开研究,以一种整体翅片式微通道换热器为研究对象,采用试验及数值模拟手段对其流动传热特性进行深入的分析。与传统的微通道换热器相比,整体翅片式微通道换热器的翅片和微通道扁管是一体的,翅片是间断的平翅片形式。这种新型微通道换热器的局部流动换热特性亟待研究。另外,微通道气体冷却器二氧化碳制冷系统中的性能研究及模型的建立是本文的主要研究内容。整体翅片微通道换热器与传统微通道换热器的主要区别在空气侧,而空气侧的热阻是整个换热器换热过程中热阻的主要组成部分。用CFD方法对换热器空气侧流动换热特性进行了模拟,考查了翅片长度、高度、间距以及厚度对换热性能的影响,得出翅片长度和翅片间距对换热性能的影响较大。分析了翅片强化传热的机理,对翅片尺寸参数进行了优化,总结出了整体翅片的流动传热经验关联式。微通道内,超临界二氧化碳的流动换热则比较复杂,这方面的研究还比较少。本文用数值模拟的方法,对微通道内超临界二氧化碳的流动换热的机理进行了深入分析,得出了超临界二氧化碳的流动换热的一些现象,分析了影响超临界二氧化碳换热的主要因素,包括运行压力、质量流量、流体流动方向、壁面温度等参数的影响。认为影响超临界二氧化碳换热特性的主要因素可以归结为流动边界层内物性的急剧变化。在对微通道换热器空气侧及微通道内的流动传热特性的基础上,对整体翅片式气体冷却器进行了试验研究。考查了高压侧压力、制冷剂质量流量及空气的进口温度和迎面风速等因素对微通道气体冷却器的影响,分析了整体翅片式气体冷却器的换热量及压降等性能参数。从系统COP角度分析了整体翅片式气体冷却器的性能。最后建立了跨临界CO2制冷系统中微通道气体冷却器数值模型,与试验数据点进行比较,表明该模型能很好的预测微通道气体冷却器的流动传热性能。利用该模型,对流路设计及迎面空气速度分布进行了研究,为跨临界CO2制冷系统中微通道气体冷却器的优化设计提出了指导作用。同时比较了整体翅片式微通道换热器同传统的微通道换热器的传热性能,发现整体翅片式微通道换热器具有很好的传热性能。本文以二氧化碳汽车空调整体翅片式微通道气体冷却器为研究对象,分析了二氧化碳微通道气体冷却器的流动传热特性。开展了二氧化碳跨临界循环中微通道换热器的理论分析,为整体翅片式微通道换热器在二氧化碳汽车空调系统中的应用打下了基础。