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微通道换热器在制冷空调行业应用进展综述

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微通道换热器在制冷空调行业应用进展综述 任 能 （江森自控楼宇科技设备（无锡）有限公司，无锡 214028）

摘 要 微通道换热器以其高效的换热性能、紧凑的结构及成本上的优势，正逐步应用于商业、家用制冷空调行业，与其相关的研究受到行业的越来越多关注，成为相关领域的一个研究热点。分析了微通道换热器优势及其应用于制冷空调行业所产生的效益；指出了当前微通道换热器应用于制冷空调行业存在的问题，包括可靠性和换热性能；介绍了在提高微通道换热器性能上所采取的措施及其发展趋势。 关键词 微通道换热器 制冷空调 换热性能 可靠性 中文分类号：T657.5 中文标识码：A

A REVIEW OF DEVELOPMENT OF MICRO-CHANNEL HEAT EXCHANGER APPLIED IN HVAC&R FIELD Ren Neng (Johuson Coutrols Building Efficiency fechnology(Wuxi)Co., Ltd., Wuxi 214028)

Abstract Micro-channel heat exchange(MCHX) has been increasingly applied in HVAC&R field due to its characterized as high efficiently heat transfer performance, compact form and price advantage, and it has become a hot point of HVAC&R field and its related field. This paper firstly analyzed the advantages of MCHX applied in HVAC&R field, then the problems that related the application and fabrication of MCHX were pointed out, including reliability and heat transfer performance; finally, the related technique on enhancing MCHX’s performance and its development trend were described briefly. Keywords Micro-channel heat exchanger (MCHX) HVAC&R Heat transfer performance Reliability

0 前言 对于制冷空调行业而言，如何提供一个稳定可靠，高能效的产品是该领域一直以来的一大命题[1]。

单纯依靠提高系统中的零部件性能（如使用高效压缩机，高效风机）或增加换热器的面积以提高产品的能效比，势必增加了设备的成本，造成大量不可再生资源的浪费，同时也增加了消费者购买的成本。 近年来，随着铜价的一路攀升，空调系统铜材的替代问题引起了行业领域的普遍关注，并积极寻求铜材的替代技术。铝作为铜材的替代品之一，其价格相对稳定、低廉，采用微通道换热器，可明显地降低空调的制造成本，提高产品的市场竞争力。

作者简介：任能，（1977-），男

微通道换热器已广泛应用于汽车空调行业，随着加工工艺，技术及新型铝材的开发，正逐步应用于家用和商用空调行业。 所谓微通道换热器，其较为通行、直观的定义为水力直径小于1mm的换热器。

图1 微通道换热器结构示意图 698微通道换热器结构如图1所示，主要有三部分组成，即内部具有多个平行孔的扁管，集流管（又称头管），以及翅片组成。微通道换热器的加工绝大部分是在钎焊炉完成。

1 微通道换热器应用于制冷空调行业的优势 与铜管铝翅片换热器相比，微通道换热器应用于制冷空调行业存在着明显的优势，主要表现在以下几方面： 1) 高效紧凑 由于微通道换热器采用多孔扁，及翅片与管子之间采用焊接的方式。与铜管铝翅片换热器相比，（1）翅片与扁管间采用钎焊技术，消除由换热管

到翅片间的接触热阻，提高了导热性能；（2）铜管铝翅片换热器，通常有圆柱绕流现象发生其换热性能会受到一定的制约，而微通道换热器由于应用了扁管，其产生的热边界层有益于强化空气侧的传热[1]；此外，其空气侧的气流组织更好，减小了迎风

阻力和由此而产生的噪声，可有效地减低风扇的功率；（3）微通道换热器中多孔扁管的使用，使得制冷剂被分成若干个平行通道，其换热系数h=Nu ×k/d （Nu，努谢尔特系数；k，导热系数；d，水力直径）由于水力直径明显的减小，换热系数得到了明显的提高；此外，制冷剂被分布到若干个通道中，其质量流量和速度只是适当的增加了，不会带来过多的内部压力损失。基于此，微通道换热器的换热性能相对于铜管铝翅片换热器有着显著的提高。

图2 微通道换热器与铜管铝翅片换热器空气侧气流组织比较 表1为一相同功率、相同能效，冷媒为R22的微通道换热器空调器与铜管铝翅片空调器的比较。由表1可见，使用微通道换热器可节省约40%的空间，重量减轻了约36.7%，系统的制冷剂充注量为

铜管铝翅片机组的48.3%；达到相同的换热效果所需的风量较小，可使用较小叶轮直径的风扇，进一步节省安装空间。

表1 微通道换热器与铜管铝翅片换热器的比较[2] 尺寸 / mm 净重 / kg制冷剂充注量 / kg风量/ m3/hr风扇叶轮直径 / mm 迎风面积 /m2

铜管铝翅片换热器 2050×775×21.65 14.48 3.29 5605 560 1.588 微通道换热器 1350×720×18 9.16 1.59 3652 445 0.972 2)节材降成 表2为某型号的微通道换热器空调与铜管铝翅片空调经济性分析由表可见，微通道换热器的使用，相对于铜管铝翅片换热器而言，不仅体现在部件自身层面，即材料，仓储及运输上具有明显的优势；在系统层面也有着显著优势，出压缩机成本有所增加外，其制冷剂的充注量更小，可选用较小叶轮直径的风扇，在机组外壳，仓储和运输上的综合 成本明显缩减，其综合成本优势明显。 3)良好的抗腐蚀性 制冷系统的设备会安装在各种不同的环境中，包括具有腐蚀性的区域，如海边，潜艇等，会导致

设备由于不正确的保护过早地失效。其中最常见的为两种不同材料间的电偶腐蚀，在铜管铝翅片换热器在铜铝接触处经常出现该现象，使得换热器性能降低，翅片腐蚀、脱落。为缓解/降低电偶腐蚀，通常采用在铝翅片上喷涂一些材料来隔绝翅片和铜管，或翅片和铜管上镀一层环氧树脂，或采用铜翅片。而微通道换热器中集流管，扁管及翅片采用几种不同铝合金及配合一定的涂层，材料的属性相似，极大地降低了电偶腐蚀的速率。此外，涂层（又称为牺牲层）使用，使得铝管和翅片只有牺牲层在电偶腐蚀完全腐蚀后，才会有辐射发生，进一步强化了换热器的抗腐蚀性能。

699表2 微通道换热器的经济性分析[3] 冷凝器 系统 材料 ￥53.58 14% ￥0 - 制冷剂 ￥0 - ￥81.77 51% 风机 ￥0 - ￥606.06 50% 压缩机 ￥0 - ￥-192.4 -11% 外壳 ￥0 - ￥173.16 47% 仓库 ￥0.481 39% ￥28.86 49% 运输 ￥2.31 38% ￥157.86 50% 合计成本节约 ￥53.49 ￥855.31 图2为微通道换热器与铜管铝翅片换热器的循环腐蚀试验的比较，左图为微通道换热器在7,000小时后的循环腐蚀试验的结果，右图为铜管铝翅片换热器1,000小时后的循环腐蚀试验结果，由图3可以明显地看出，微通道换热器的抗电偶腐蚀性能优于铜管铝翅片换热器。

图3 微通道换热器与铜管铝翅片的循环腐蚀试验结果 4)可持续发展 相对于铜管铝翅片换热器，微通道换热器绝大部分为铝材，在回收时无需进行铜铝分离处理，提高了材料的循环利用效率，降低了回收的成本。在换热器加工过程中，可更多地采用自动控制，也不会产生铅、铬、汞，镉等重金属离子，对环境保护更为有利。此外，系统制冷剂的充注量的减少，意味着更少的制冷剂泄露量，并由此带来的环境污染。

2 制冷空调行业应用中存在的困难 微通道换热器应用于家用和商用空调系统处于初期阶段，其换热器的形式及尺寸与汽车行业存在很大的区别，涉及产业链中的方方面面，如何解决生产过程中的工艺问题、成本问题、可靠性问题等，制约其进一步的发展。在技术上的障碍在于制造过程与成本之间如何更好的协调以适应更广泛系列的产品的低量生产，及缺乏实用的蒸发器设计。 随着我国在钎焊领域的投入，如大型的钎焊设备的投入。其在商业推广上的障碍正逐渐减小。而技术上的障碍则是制约其进一步在家用和商用空调系统上推广的关键因素，主要表现在如下几方面： 微通道换热器在制冷与空调行业中作为冷凝

器使用已取得一些进展，如JCI公司的Tempo单冷系列机组，Carrier的30XA系列机组等。然而作为蒸发器或热泵使用，目前尚未取得突破性的进展，存在如下几个关键问题有待解决。 1) 制冷剂分配 微通道换热器作为蒸发器使用时，制冷剂在各换热管中的分配很不均匀，“干蒸”与“供液过多”现象在换热器各换热管间非常普遍[4~6]。而制冷剂

分配的不均匀性对系统的性能影响很大，Sa[4]和

Vist[6]实验研究发现，制冷剂在换热管中的不均匀分

布对R22机组性能的削弱可至50%左右，对R134a的性能影响程度为29%~39%。研究发现[4~7]影响微

通道换热器的因素较多，除自身结构参数，如节流管直径、位置方向，隔板位置，换热扁管的结构，制冷剂入口位置等，制冷剂入口状态，重力以及空气侧气流组织都会影响到换热器中制冷剂分配的均匀性。由此，如何设计出制冷剂分配较为均匀，受外在因素影响较小且较为经济的微通道蒸发器，是目前亟待解决的问题之一。 2) 凝结水 微通道换热器采用平行流动的扁管代替了铜管铝翅片换热器的圆管，增大了凝结水与换热器间的接触角和接触面，凝结水在排除的过程中，粘性力与重力相当，排水的速度直到脱落之前几乎保持同一速度，使得换热器表面的凝结水不易排除.而在铜管翅片换热器中，粘性力作用小于重力，凝结水

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微通道换热器在热泵型空调机组中的应用_周晶

微通道换热器在热泵型空调机组中的应用_周晶

收稿日期 ： ２ ０ １ ３ ０ ３ １ ０ － － 作者简介 ： 周晶 ， 硕士 ， 工程师 ， 主要从事微通道换热器在热泵型空调上的应用设计 。
家用 、 商用 空 调 中 得 到 了 批 量 使 用 。 但 是 微 通 道 换热器 应 用 在 热 泵 型 空 调 机 组 中 的 研 究 还 很 有 限 。 因此 ， 笔者针对北美市场典型的分体式热泵 型空调机 组 ， 使用微通道换热器替代了原机组中 的铜管翅片式换 热 器 ， 并 通 过 性 能 试 验 及 结 霜／除 霜效果对 比 ， 验证微通道换热器在热泵型空调机 组中应用的可行性 。
图 ３ 制冷量对比
第３期
周晶 等 ： 微通道换热器在热泵型空调机组中的应用
第１ ３卷 第３期 ２ ０ １ ３年４月 Ｒ Ｅ Ｆ Ｒ Ｉ Ｇ Ｅ Ｒ Ａ Ｔ Ｉ ＯＮ ＡＮ Ｄ Ａ Ｉ Ｒ－Ｃ ＯＮ Ｄ Ｉ Ｔ Ｉ ＯＮ Ｉ Ｎ Ｇ １ ０ １ ０ ４ －１
微通道换热器在热泵型空调机组中的应用
周 晶 刘华钊 高 强
（ 杭州三花微通道换热器有限公司 ）
方案 （ 原机组 ） １ ２ ３ 室外机 铜管翅片式 微通道 微通道 室内机 铜管翅片式 铜管翅片式 微通道
表 ３ 测试工况
室内侧进风 工况 Ａ Ｒ Ｉ Ａ ２ Ａ Ｒ Ｉ Ｂ ２ Ａ Ｒ Ｉ Ｂ １ Ａ Ｒ Ｉ Ｃ １ Ａ Ｒ Ｉ Ｄ １ Ａ Ｒ Ｉ Ｆ １ Ａ Ｒ Ｉ Ｈ ０ １ Ａ Ｒ Ｉ Ｈ １ ２ Ａ Ｒ Ｉ Ｈ １ １ 管径／ 管宽／ ｍｍ ９． ５ ２ ２ ５． ４ ９． ５ ２ １ ６． ０ 管排数 ３ １ １ １ Ａ Ｒ Ｉ Ｈ ２ ２ Ｈ ２ Ａ Ｒ Ｉ １ Ａ Ｒ Ｉ Ｈ ３ １ Ａ Ｒ Ｉ Ｈ ３ １ 干球 温度／℃ ２ ６． ７ ２ ６． ７ ２ ６． ７ ２ ６． ７ ２ ６． ７ ２ ６． ７ ２ １． １ ２ １． １ ２ １． １ ２ １． １ ２ １． １ ２ １． １ ２ １． １ 湿球 温度／℃ １ ９． ４ １ ９． ４ １ ９． ４ ３． ９ ≤１ ３． ９ ≤１ １ ９． ４ １ ５． ６ １ ５． ６ １ ５． ６ １ ５． ６ １ ５． ６ １ ５． ６ １ ５． ６ 室外侧进风 干球 温度／℃ ３ ５ ２ ７． ８ ２ ７． ８ ２ ７． ８ ２ ７． ８ １ ９． ４ １ ６． ７ ８． ３ ８． ３ １． ６ ７ １． ６ ７ －８． ３ －８． ３ １ １． ９ １ ３． ６ ６． １ ６． １ ０． ５ ６ ０． ５ ６ －９． ４ －９． ４ 湿球 温度／℃ ２ ３． ９ １ ８． ３ １ ８． ３ 压缩机 转速 Ｈ ｉ ｈ ｇ Ｈ ｉ ｈ ｇ Ｌ ｏ ｗ Ｌ ｏ ｗ Ｌ ｏ ｗ Ｌ ｏ ｗ Ｌ ｏ ｗ Ｈ ｉ ｈ ｇ Ｌ ｏ ｗ Ｈ ｉ ｈ ｇ Ｌ ｏ ｗ Ｈ ｉ ｈ ｇ Ｌ ｏ ｗ
跨临界CO2微通道换热器的进展

跨临界CO2微通道换热器的进展


增加通道数能改善气体冷却器的性能,但是在扁平管宽和微通 道管管径不变的情况下,通道数取得太多，使通道间的距离减 小,无法承受超临界的高压。
微通道气体冷却器仿真模型验证
扁平管数对气体冷却器换热性能的影响
注意： 由此可见扁平管也不需要太多,而且一般换热器也会受到尺寸的限质 。
微通道气体冷却器仿真模型验证
Thank You!
韩吉田等设计的微通道内部换热器示意图
微通道气体冷却器仿真模型验证
微通道管内径的变化对二氧化碳气体冷却器性能的影响。
保持扁平管管宽、管 长和高度都不变,改 变微通道内径从0.6 mm到1.5mm。
换热量最大情况下,设计微通道管直径在0.8mm左右。
微通道气体冷却器仿真模型验证
微通道数对气体冷却器换 热性能的影响
非常稳 定的化 学性质, 既不可 燃,也不 助燃。
CO2与水 混合呈 弱酸， 不腐蚀 不锈钢 和铜类 。
CO2黏度 较小,液 体与气 体密度 的比值 较小。
跨临界CO2制冷循环结构及特点
循环系统结构
CO2在压缩机压缩升至超临界进入气冷器冷 却，然后流体进入回热器冷却到节流阀节 流至亚临界两相流，然后进入蒸发器吸热 流入气液分离器，气态亚临界CO2进入回热 器吸收一部分从气态冷却器进入回热器超 临界CO2流体的热量，再进入压缩机压缩， 周而复始。
CO2 跨临界回热循环流程图
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微通道换热器结构及特点
由2个集管和2个集管之间沿水平方向展 开的许多扁平微通道换热管组成。
微通道的形状可以采用三角形、方形、 圆形和H 形等, 在CO2 微通道换热器中 多采用圆形。 微通道气体冷却器是超临界二氧化碳制冷装 置中的一个重要组成部件 , 其性能的改进对 于制冷装置的性能提高起着非常重要的作用.
2024年汽车空调用微通道换热器市场策略

2024年汽车空调用微通道换热器市场策略

2024年汽车空调用微通道换热器市场策略引言汽车空调系统是汽车中非常重要的组成部分之一，其中微通道换热器作为汽车空调系统中的核心部件，在近年来得到了越来越广泛的应用。

本文将围绕汽车空调用微通道换热器的市场策略展开讨论，探讨如何在竞争激烈的市场中取得竞争优势。

市场概述随着汽车行业的快速发展，汽车空调市场也呈现出稳定增长的趋势。

汽车空调用微通道换热器作为汽车空调系统的核心技术之一，在市场上拥有广泛的应用前景。

目前，全球汽车空调用微通道换热器市场规模正逐年扩大，预计在未来几年内将获得更高的增长。

市场竞争分析在汽车空调用微通道换热器市场中，竞争格局相对复杂。

主要竞争者包括国内外的汽车零部件制造商和供应商。

竞争者之间在产品质量、技术创新、生产成本和市场渠道等方面展开激烈竞争。

为了在市场中脱颖而出，企业需要制定有效的市场策略。

市场策略1. 技术创新技术创新是汽车空调用微通道换热器企业取得竞争优势的重要因素。

通过持续进行研发和创新，提高产品质量和性能，以满足不断变化的市场需求。

同时，密切关注行业最新技术趋势和市场动向，及时调整技术方向，保持市场优势。

2. 成本控制在竞争激烈的市场中，成本控制是汽车空调用微通道换热器企业保持竞争力的重要手段。

通过优化生产流程、降低生产成本，实现规模化生产，提高公司的盈利能力。

同时，与供应商建立长期稳定的合作关系，争取更有竞争力的价格和供货条件。

3. 品牌建设品牌建设是汽车空调用微通道换热器企业赢得市场份额的重要策略。

通过加大品牌宣传和推广力度，提高品牌知名度和美誉度。

同时，加强售后服务，提供高质量的产品和专业的技术支持，树立企业良好的品牌形象。

4. 市场拓展市场拓展是企业战略中不可或缺的一部分。

通过积极开拓新的市场，寻找新的客户和合作伙伴。

可以通过参加行业展览、与汽车厂商保持紧密合作、与经销商建立良好的合作关系等方式来实现市场拓展。

未来发展趋势随着环保意识的提高和汽车行业的转型升级，汽车空调用微通道换热器市场将迎来新的机遇和挑战。

微通道换热器在风冷冷热水热泵中的性能研究

微通道换热器在风冷冷热水热泵中的性能研究

84FLUID MACHINERY Vol. 45，No.8，2017文章编号：1005-0329（2017）08-0084-03微通道换热器在风冷冷热水热泵中的性能研究尹 茜，潘李奎（深圳麦克维尔空调有限公司，深圳 518111）摘 要：将微通道换热器和翅片式换热器分别应用在冷暖两用的风冷冷热水热泵机组中，分别对R410A机组和R22机组进行测试，试验结果表明，不管是R410A机组还是R22机组，采用微通道换热器的机组均可达到与采用翅片式换热器机组相当的性能，而且微通道换热器相比翅片式换热器体积及重量大大减小。

本文还对微通道换热器的放置方式进行试验研究，建议在冷暖两用的风冷冷热水热泵机组中采用微通道换热器制冷逆流的放置方式。

关键词：微通道换热器；风冷冷热水热泵；逆流中图分类号： TH137；TB65 文献标志码：A doi:10.3969/j.issn.1005-0329.2017.08.018 Experimental Study of Air Cooled Heat Pump with a Micro-Channel Heat ExchangerYIN Qian, PAN Li-kui(Shenzhen Mcquay Air Conditioning Co.,Ltd.,Shenzhen 518111, China)Abstracts:Micro-channel heat exchanger and fin-and-tube heat exchanger was used in air cooled heat pump with R410A and R22 respectively. The units were tested and the results indicate that the units with micro-channel heat exchanger which is smaller and lighter have almost the same performance compared to the units with fin-and-tube heat exchanger, no matter with R410A or with R22, the way that the micro-channel was installed was also analyzed and it was suggested that the micro-channel heat exchanger was installed in the backward flow direction in air cooled heat pump.Key words:Micro-channel heat exchanger；air cooled heat pump；backward flow1 前言微通道换热器是一种紧凑式高效换热器，具有重量轻，结构紧凑，换热效率高等优点［1~4］。