空气冷却器的结霜现象会严重影响到换热器的换热效率乃至整个制冷系统的性能,为了研究空气冷却器的结霜特性,从分析霜层生长的经验公式入手找出影响结霜的主要因素,如空气的温度、相对湿度、盘管表面温度、蒸发温度等。因此我们把空气相对湿度、盘管表面温度、驱动温度(空气温度与蒸发温度之差)作为影响空气冷却器盘管结霜特性的控制因素。本论文完成了如下研究工作:实验研究了盘管空气侧的压力降、制冷量在结霜过程中的动态变化规律,考察了空气进出口侧的结霜情况、盘管管排的结霜量。实验结果显示,降低空气的相对湿度,增大盘管表面温度,减小驱动温度都可抑制霜层的生长,为以后的结霜特性研究提供了较好的理论和实验经验。基于对新型空气冷却器的开发需求,我们设计出一种在常规的空气冷却器进风侧加装预化霜的平板式翅片管换热器的“无霜”空气冷却器。尽管受到测试条件的影响,效果与理论有一定差距,但得到了有针对性的优化措施以改进设计。基于静力学和模态分析对空气冷却器钣金面板的不同厚度对性能的影响进行了深入分析,把风扇面板从1.2mm减薄至1.0mm,并在风扇面板顶面和前面分别增加一个铆钉的设计可以达到原来的强度要求,同时降低了设备材料成本。论文的研究结果得到了试验和产品的验证,对空气冷却器的优化设计具有明确的实际指导意义。