管翅式换热器结构紧凑、换热高效、便于加工和装配,应用广泛。通过结构改进以强化其传热性能是研究热点,而其空气侧热阻占到换热器总热阻的90%以上,所以翅片和管型优化是空气侧强化换热的主要途径。管翅式换热器的翅片结构经历了平直翅片、波纹翅片,间断翅片（百叶窗或冲缝）到涡发生器翅片的发展,复杂的翅片结构在提高空气侧换热能力的同时也会增大空气侧流动阻力;在管型上,以小管径和椭圆管为主要研究方向,管型优化可以有效降低空气压降,减少风机能耗。基于对圆管和椭圆管外的管型研究较初步,提出了一种异型管的设计方法,研究了管型、迎风方向和翅片间距对管翅式换热器性能的影响,发现综合性能最佳的管型是接近于扁管的异型管。在考虑到加工难度及材料价格后,认为扁管的经济性最佳。根据此管型结构换热器的特点,发现与新型的插片式微通道换热器结构相近,所以后续进行了插片式微通道换热器的实验和数值模拟研究,并对翅片结构进行了优化。主要研究内容和结论如下:（1）提出了一种与圆管相同水力半径的异型管设计方法,建立了异型管管翅式换热器空气侧换热数值计算模型,研究了管型、迎风方向和翅片间距对异型管管翅式换热器性能的影响。研究发现:对于双排管异型管换热器,第一排管大圆迎风、第二排管小圆迎风时,空气流动最均匀,压降最低,是综合性能最佳的迎风方向排布;在所研究的圆管、椭圆管、异型管和扁平管管翅式换热器中阻力特性和综合性能最好的是异型管i,在4m/s的风速下,其压降比圆管低31.86%,性能强化评价指标（Nu/Nu0）/（f/f0）值为1.456,主要由于管间空气的净流通面积大,流经换热器受到的扰动小;此外,翅片间距越大,管型对空气侧流动换热的影响程度越大,在大翅片间距下,管型对换热器阻力性能及综合性能的改善效果优于小翅片间距。（2）设计并搭建了插片式微通道换热器风洞测试实验系统,探究了运行参数（进口水温、环境湿度和风速）对换热器阻力性能、换热性能和凝结水量的影响。研究发现插片式微通道换热器的换热性能随着进口水温的降低和风速的增大而增强,在6℃入口水温和2.5m/s的风速下达到最佳;换热器前后压差随着环境湿度和风速的增大而升高;凝结水量随着环境湿度的增加而增多,随着风速的增大,先增多再减少。插片式微通道换热器作为一种新型的微通道换热器,特殊的导流翅片结构使其排水流畅,适用于空调蒸发器。（3）按照实验系统所测试的实际换热器尺寸参数,建立了插片式微通道换热器一个换热单元的翅片换热数值计算模型,与实验互相验证后,研究了翅片百叶窗角度、翅片间距和百叶窗宽度对插片式微通道换热器性能的影响。研究发现:百叶窗角度越大,换热器的压降损失越大,换热性先增加后不变,15°百叶窗的换热性能明显低于30°,在角度大于30°后,换热单元的换热性能不再随角度的增大而增强;换热单元的压降损失随翅片间距的增大而减小,换热单元的换热量随翅片间距的增大而增大,但是换热器相同迎风面积换热量会随翅片间距的增大而减小;百叶窗宽度越大,换热器的换热性能越强,压降损失也越大。通过正交实验发现,换热性能最好的插片式微通道换热器的百叶窗角度为40°、翅片间距为1mm、翅片宽度为4.5mm,其中百叶窗角度对换热性能的影响最大,翅片间距其次,百叶窗宽度的影响最小。通过加肋的方法可以在现有结构的尺寸已经最佳的基础上再提高3.5%的换热性能,代价是26.1%的压降损失增加。论文的研究为插片式微通道换热器的使用推广提供了基础数据,也为空调换热器换热性能增强、阻力性能降低和综合性能改善的结构优化设计提供了参考。