在现代社会中,制冷技术的应用已涉及到国民经济的各个部门以及人们的日常生活。而我国水资源匮乏,尤其近年来电力资源日趋紧张的局势下,对制冷系统的节能有了更高的要求,促使具有节水、节能、结构紧凑和占地面积小等优点的蒸发式冷凝器在制冷系统中得到了快速的应用,但其应用缺乏强有力的实验数据和理论设计作为指导依据。蒸发式冷凝器传热传质过程是非常复杂的,本文首先就蒸发式冷凝器的管外空气流、水流及整个传热传质过程进行了分析,建立了数学模型,给出了边界条件和现有的传热传质经验计算公式。在传热传质理论分析基础上,建立了蒸发式冷凝器制冷系统实验台,既可对制冷系统制冷性能进行研究,又可单独对蒸发式冷凝器的传热传质性能进行可视化和实验测试研究。通过对不同条件下蒸发式冷凝器管外水膜的流动可视化实验研究表明,360°大流量防堵喷嘴B、扭曲管和管表面亲水涂层处理,能获得更好的水膜分布效果,进而减少水膜热阻,增大空气和水膜热质交换的接触面积,达到提高蒸发式冷凝器的整体换热性能的目的。另外,还对管外水膜的温度变化进行了实验研究,结果表明,蒸发式冷凝器有一个最佳喷淋水量,其换热过程主要是由循环冷却水的显热换热和蒸发换热交替起控制作用构成的,在稳定操作条件下运行一段时间后水盘中的水温能保持较好的恒定。本文重点研究了蒸发式冷凝器制冷系统的制冷性能和蒸发式冷凝器的传热性能,表明蒸发式冷凝器的最小喷淋密度为0.043kg·m-1·s-1,安全起见,实验选取最小喷淋密度为0.047 kg·m-1·s-1,最佳迎面风速为2.9～3.1m·s-1,能效比高达4.5～5。通过实验数据回归分析,得到了管外水膜传热系数和管外空气对流传热传质系数的计算关联式,实验测量值与计算值的相对误差均在10%以内,并且将实验关联式和国内外学者的关联式进行比较,表明实验关联式具有较好的正确性。分析各传热传质系数数据表明,空气与水膜直接接触传热传质阻力和管外冷却水膜传热热阻为蒸发式冷凝器传热过程的主要控制因素。由此,提出采取在蒸发式冷凝器换热盘管底部和进风格栅之间加入填料来强化蒸发式冷凝器的传热,实验结果表明,在相同操作条件下,总传热系数提高了7.2%～16.9%,空气对流传热膜系数提高了29.6%～66.3%,传质膜系数提高了34.5%～63.4%,制冷系统能效比提高了0.4%～3.5%,但制冷量减少了3.5%～9.1%。