空调系统能耗占比不断增大,已成为住宅与非住宅建筑中最大的能源消耗终端,提高空调系统能效,降低能耗已是节能减排的关键。空调系统中换热器对系统性能有着至关重要的影响,通过优化换热器能有效提高空调的性能。气液分离式强化传热技术作为一种新型强化传热技术,在冷凝器上应用已有研究证明能有效增大传热系数并减小冷凝压降,可以有效提升空调系统性能。将气液分离式强化传热技术应用至蒸发器中,通过气液分离,对制冷剂干度与质量流量进行调节,理论上能够有效提升蒸发器热力性能,但是目前气液分离式蒸发器热力性能及气液分离式蒸发器对系统产生的影响仍需要进一步深入研究。首先,论文基于分布参数法建立适用于普通蒸发器和气液分离式蒸发器的数学模型,并通过实验获得普通平行流蒸发器与气液分离式蒸发器在不同运行工况下的平均传热系数与压降数据,并对模型进行实验验证,结果表明该气液分离式蒸发器模型的计算平均传热系数均方根误为33.7%,计算压降的均方根误差为28.3%。然后,基于气液分离式蒸发器模型,通过单控制变量分析,对管程布置、分液效率、制冷剂进口干度与质量流量等参数的影响进行研究。发现当气液分离式蒸发器的制冷剂进口干度较低时,其平均传热系数随分液效率减小,压降则无明显变化,其综合性能不断变差;当进口干度较高时,其平均传热系数则无明显变化,而压降则增大后减少,最终其综合性能随先变差后显著提升。因此,制冷剂进口干度较低时,气液分离式强化传热技术对蒸发器热力性能有消极影响,高进口干度时才能强化蒸发器热力性能。另外,当气液分离式蒸发器制冷剂进口质量流量较低时,其平均传热系数随分液效率无明显变化,压降则先增加后少量减少,其综合性能先变差后轻微提升;当质量流量较大时,其平均传热系数和压降均随分液效率先增大后减小,其综合性能先变差后显著提升。因此气液分离式强化传热技术在制冷剂进口质量流量较低时,不能充分发挥强化效果,高质量流量时才能有效提升蒸发器综合性能。再者,利用气液分离式蒸发器模型,在给定工况下优化设计出最佳的管程布置与分液效率。优化结果得到三管程气液分离式蒸发器最佳管程布置为9-6-9,最佳分液效率为0.64。与最佳普通平行流蒸发器相比,最佳气液分离式蒸发器平均传热系数减小0.7%,压降减少44.37%,气液分离式蒸发器综合性能提升14.14%。最后,将气液分离式换热器应用至空调系统的室外侧中,制冷工况下,该室外气液分离式换热器作为分液冷凝器,而制热工况下,该室外换热器转变成气液分离式蒸发器。通过系统实验研究与高级?分析表明,制冷工况下,与原系统相同制冷剂充注量与毛细管长度的气液分离式空调系统的高级?效率比原空调系统高19.2%,匹配后的气液分离式空调系统的高级?效率比原空调系统高20.8%,制热工况下的高级?效率比原空调系统高9.6%。通过高级?分析对气液分离式换热器的影响进行量化分析,结果表明制冷工况下,相较于原空调系统,制冷模式下,匹配后的气液分离式空调系统压缩机可避免?损减少45.5%,室外换热器可避免?损减少19.0%;制热模式下,压缩机可避免?损减少33.9%,室外换热器可避免?损减少23.5%。结果证明,气液分离式强化传热技术能有效提升系统压缩机及其所在换热器的性能,同时不影响其余部件,从而有效提升空调系统性能。通过建模与实验研究气液分离式蒸发器的热力性能特点和影响因素,以及实验与高级?分析研究气液分离式换热器对空调系统的影响,证明了气液分离式蒸发器热力性能优势,并表明带气液分离式的换热器空调系统具有巨大的应用潜力。