引言
工商制冷空調(diào)用換熱器是制冷空調(diào)設(shè)備及系統(tǒng)的重要部件之一，其性能和可靠性直接影響制冷空調(diào)設(shè)備及系統(tǒng)的運(yùn)行性能和使用壽命。近年來(lái)，隨著行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，在制冷劑替代、能效提升等多方面因素的推動(dòng)下 ［1-6］ ，制冷空調(diào)用換熱器取得了較快發(fā)展，種類和型號(hào)也越來(lái)越多樣化。然而，隨著環(huán)保意識(shí)的提升和能源消耗的日益增長(zhǎng)，對(duì)于換熱器技術(shù)的要求也越來(lái)越高。如何提高換熱器的性能、降低設(shè)備及系統(tǒng)能耗、減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，是當(dāng)前和未來(lái)研究的重要課題。
為了滿足行業(yè)需求，本文對(duì)工商制冷空調(diào)用換熱器技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行了深入分析，并展望未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)、應(yīng)對(duì)節(jié)能減排和制冷劑替代等問(wèn)題提供參考。
1、 工商制冷空調(diào)用換熱器技術(shù)現(xiàn)狀
1.1 翅片管式換熱器
1.1.1?強(qiáng)化傳熱技術(shù)
（1）管內(nèi)側(cè)強(qiáng)化傳熱技術(shù)。
目前制冷空調(diào)行業(yè)應(yīng)用最多的傳熱管為圓形無(wú)縫內(nèi)螺紋銅管，內(nèi)螺紋管管徑、齒形幾何參數(shù)等對(duì)換熱器的傳熱效率有較大影響。其中，細(xì)徑化是內(nèi)螺紋管發(fā)展的重要方向之一。但換熱器管徑并不是越小越好，小管徑會(huì)引起沿程阻力增大、壓縮機(jī)輸入功率增大等問(wèn)題，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要綜合考慮各影響因素。在齒形形狀方面，交叉齒槽內(nèi)螺紋管、人字齒槽的傳熱效率高于單旋梯形槽內(nèi)螺紋管，但較高的生產(chǎn)成本造成其應(yīng)用范圍的廣度不及單旋梯形槽內(nèi)螺紋管。董志強(qiáng)等 ［7］對(duì)不同管型蒸發(fā)換熱系數(shù)隨著制冷劑流速的變化
進(jìn)行了研究，結(jié)果如圖 1 所示。在蒸發(fā)換熱時(shí)，齒高、齒條數(shù)和螺旋角對(duì)換熱系數(shù)影響顯著，較大的齒高、較多的齒條數(shù)和較大的螺旋角均有利于換熱系數(shù)的提高。
（2）空氣側(cè)強(qiáng)化傳熱技術(shù)。
相關(guān)研究主要集中在翅片片型和幾何結(jié)構(gòu)、翅片表面性能的改進(jìn)等方面。不同翅片片型和幾何結(jié)構(gòu)的換熱器，單從換熱性能來(lái)說(shuō)，異型翅片換熱器性能優(yōu)于光直翅片換熱器 ［8-11］ ；翅片表面性能的改進(jìn)在提升換熱器性能方面也有著重要的作用，以普遍應(yīng)用的鋁翅片換熱器為例，有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，濕工況下對(duì)翅片進(jìn)行親水涂層處理后，空氣側(cè)的壓降降低顯著，降低的最大值可達(dá)到 51% ［12］ 。
（3）流路優(yōu)化設(shè)計(jì)。
對(duì)于翅片管換熱器的理論和實(shí)驗(yàn)研究證明，除了通過(guò)改善管外空氣側(cè)的翅片和管內(nèi)結(jié)構(gòu)來(lái)增強(qiáng)換熱外，還可以通過(guò)合理地設(shè)計(jì)管路流程來(lái)取得良好的換熱效果 ［13-14］ 。
1.1.2?抑霜技術(shù)
近年來(lái)針對(duì)翅片管式換熱器抑霜技術(shù)的研究，主要集中在結(jié)霜機(jī)制研究、抑制結(jié)霜技術(shù)等方面 ［15-16］ 。
（1）結(jié)霜機(jī)制的研究。
水蒸氣向冷表面凝華成霜，是涉及傳熱傳質(zhì)、特殊的多孔介質(zhì)移動(dòng)邊界問(wèn)題。關(guān)于霜層生長(zhǎng)機(jī)制的研究一般涉及霜層的物性、霜層生長(zhǎng)規(guī)律及其影響因素、結(jié)霜過(guò)程的傳熱傳質(zhì)等。霜層物性的研究是結(jié)霜問(wèn)題研究的重點(diǎn)，其中 2 個(gè)最重要的參數(shù)是霜層密度和導(dǎo)熱系數(shù)，是由結(jié)霜的環(huán)境條件所決定，并與結(jié)霜過(guò)程密切相關(guān)；霜層內(nèi)傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象也是結(jié)霜研究領(lǐng)域中的重要問(wèn)題。在霜層生長(zhǎng)過(guò)程中，霜層表面溫度隨著時(shí)間和空間位置發(fā)生變化，表面上水蒸氣分壓力也隨之變化，由此改變了霜層表面熱邊界層和擴(kuò)散邊界層的結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致傳熱傳質(zhì)速率隨時(shí)間和空間位置發(fā)生變化。一般認(rèn)為，濕空氣傳遞的水蒸氣一部分在霜層表面凝華增加霜層厚度，導(dǎo)致邊界層移動(dòng)，另一部分?jǐn)U散進(jìn)入霜層內(nèi)部，增加了霜層密度。
（2）抑制結(jié)霜技術(shù)。
利用干燥劑等來(lái)減少流經(jīng)蒸發(fā)器的空氣含濕量，從而減少蒸發(fā)器表面的結(jié)霜量；利用親水材料表面來(lái)抑制結(jié)霜。經(jīng)過(guò)處理使基材表面親水，當(dāng)表面出現(xiàn)水滴時(shí)，水滴會(huì)自行鋪展形成水膜流掉，減緩了霜層的生長(zhǎng)。但親水表面涂層耐久性較差，一旦被灰塵覆蓋后，表面的抑霜作用將會(huì)減弱，因此限制了其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。目前，關(guān)于抑制結(jié)霜技術(shù)已經(jīng)開展了很多研究工作，但這些研究距實(shí)際應(yīng)用還有一定的距離。
1.1.3?加工制造工藝
脹接是一種利用外力使管道擴(kuò)徑并產(chǎn)生塑性變形，從而使管道外壁緊密連接在薄翅片內(nèi)孔壁上的方法，目前主要有機(jī)械脹接、液壓脹接兩種。
機(jī)械脹接是利用脹管機(jī)加載使換熱管外壁擴(kuò)大并和翅片孔內(nèi)壁接觸，卸載后翅片孔內(nèi)壁的收縮大于換熱管的收縮，因而在換熱管和翅片間產(chǎn)生殘余應(yīng)力；液壓脹接是通過(guò)對(duì)管子內(nèi)表面施加液壓力，使管子產(chǎn)生徑向變形而緊貼翅片孔內(nèi)壁，并利用液壓卸壓后管子和翅片不同的回彈程度使管子和翅片孔間產(chǎn)生接觸應(yīng)力。
上述兩種脹接方式中，液壓脹接的管內(nèi)表面質(zhì)量好，對(duì)管子損傷小，但液壓脹接設(shè)備成本較高；機(jī)械脹接能夠快速完成脹接，且其脹接長(zhǎng)度和脹管規(guī)模便于調(diào)整，是制冷空調(diào)換熱器較為常用的脹接方法。
1.2 板式換熱器
1.2.1?強(qiáng)化傳熱技術(shù)
板片是板式換熱器的核心元件，其結(jié)構(gòu)形式直接影響著板式換熱器的傳熱及流動(dòng)特性 ［17-20］ ，對(duì)板式換熱器的性能影響至關(guān)重要。圖 2 示出目前常用的部分板片結(jié)構(gòu)，其中人字形波紋板的應(yīng)用最廣泛，包括單人字形、橫人字形、斜人字形和鋸齒形等等，是較為成功的一種換熱板型。
1.2.2?板式換熱器的失效與預(yù)防措施
板式換熱器產(chǎn)生故障的原因是多方面的，其失效模式主要包括結(jié)垢、泄漏、腐蝕和凍裂等。預(yù)防措施有：
（1）結(jié)垢預(yù)防措施。冷卻循環(huán)水中雜質(zhì)過(guò)多的場(chǎng)合，可在適當(dāng)位置處設(shè)置沖洗裝置或過(guò)濾裝置，從而防止設(shè)備的堵塞；避免應(yīng)用在較臟或易結(jié)垢的環(huán)境；如果冷卻循環(huán)水的硬度偏高，應(yīng)將循環(huán)水預(yù)先進(jìn)行軟化。如果冷卻水未經(jīng)軟化處理，則應(yīng)控制較低的運(yùn)行溫度，以避免結(jié)垢。
（2）泄漏預(yù)防措施。開發(fā)使用新型密封材料的板式換熱器密封墊，使其適應(yīng)于制冷空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用需求；設(shè)置壓縮預(yù)緊彈簧，有效地補(bǔ)償夾緊結(jié)構(gòu)密封預(yù)緊力的變化，從而阻止泄漏的發(fā)生。
（3）腐蝕預(yù)防措施。正確選用板式換熱器的材料，破壞腐蝕的生成條件，可有效預(yù)防腐蝕的產(chǎn)生。
（4）凍裂預(yù)防措施。板式換熱器在制冷空調(diào)系統(tǒng)中作為蒸發(fā)器使用時(shí)，應(yīng)設(shè)置可靠的防凍機(jī)電保護(hù)程序來(lái)防止換熱器結(jié)冰。
1.3 管殼式換熱器
1.3.1?強(qiáng)化傳熱技術(shù)
（1）制冷劑側(cè)強(qiáng)化傳熱技術(shù)。
冷凝器管外冷凝強(qiáng)化傳熱的研究主要集中在肋管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和管材的選擇。圖 3 示出矩形截面和梯形截面的低肋管結(jié)構(gòu)示意。國(guó)內(nèi)外在低肋管基礎(chǔ)上，相繼開發(fā)出各種強(qiáng)化管，如具有三維結(jié)構(gòu)的鋸齒形翅片管、徑向輻射肋管、花瓣形翅片管等 ［21］ 。對(duì)于管殼式換熱器的管材，常采用奧氏體不銹鋼，普通黃銅及紫銅等。在制冷空調(diào)領(lǐng)域，紫銅管應(yīng)用較為廣泛。?
目前干式蒸發(fā)器主要采用內(nèi)螺旋翅片管作為強(qiáng)化傳熱管型，在微肋管的應(yīng)用方面也有較多的研究工作，但交叉內(nèi)螺旋翅片管應(yīng)用與干式蒸發(fā)器的研究尚未見報(bào)道。
在滿液式蒸發(fā)器中，我國(guó)主要采用 Turbo-B管及其改進(jìn)的管型，由于傳熱管浸沒(méi)于制冷劑之中，其沸騰傳熱系數(shù)較高。
與滿液式蒸發(fā)器相比，采用降膜式蒸發(fā)傳熱技術(shù)可以有效降低制冷劑的充注量，在大型制冷空調(diào)機(jī)組中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。國(guó)內(nèi)外對(duì)于降膜式蒸發(fā)器管外降膜蒸發(fā)傳熱強(qiáng)化的研究，目前主要是沿用滿液式蒸發(fā)器的強(qiáng)化傳熱管型，針對(duì)降膜蒸發(fā)的傳熱特點(diǎn)而開發(fā)的專用高效強(qiáng)化管尚未見報(bào)道。降膜式蒸發(fā)器外觀及工作原理如圖 4 所示。
（2）水側(cè)強(qiáng)化傳熱技術(shù)。
從目前水冷式冷凝器、滿液式蒸發(fā)器和降膜蒸發(fā)器的實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，水側(cè)強(qiáng)化傳熱主要是通過(guò)采用具有內(nèi)螺旋結(jié)構(gòu)的管材來(lái)實(shí)現(xiàn)。但這種管型的不足之處在于其強(qiáng)化傳熱性能受結(jié)垢影響明顯，尤其對(duì)冷凝器而言；在干式蒸發(fā)器中，水在管外流動(dòng)，制冷劑在管內(nèi)蒸發(fā)，為了提高管外水的流速和湍流強(qiáng)度，目前一般采用弓型隔板作為支撐結(jié)構(gòu) ［22-26］ 。
（3）納米流體傳熱強(qiáng)化技術(shù)。
傳熱強(qiáng)化技術(shù)除了對(duì)換熱器本身結(jié)構(gòu)的改進(jìn)優(yōu)化以外，針對(duì)流體物性的改善也是重要的研究方向。國(guó)外學(xué)者研究了 CuO/H2O，MWCNT（多壁碳納米管）/H2O，CuO/C2H6O2 （乙二醇），SiO2 /H2O等 4 種納米流體與基液的導(dǎo)熱系數(shù)的相對(duì)值 ［27］ ，研究結(jié)果表明，基液的導(dǎo)熱系數(shù)越低，對(duì)納米流體越有效。
王維等 ［28］ 研究了納米流體在微槽道中的沸騰換熱特性及規(guī)律，結(jié)果表明，水基 Al2O3納米流體相對(duì)于去離子水可以明顯強(qiáng)化微槽傳熱能力，傳熱系數(shù)可提高 10%~15%；畢勝山等 ［29］ 將不同配比 R134a/TiO2納米制冷劑直接充灌到 R134a冰箱制冷系統(tǒng)中進(jìn)行試驗(yàn)研究，結(jié)果表明，在不改變冰箱結(jié)構(gòu)的條件下使用納米制冷劑所帶來(lái)的節(jié)能效果較顯著。
1.3.2?失效及預(yù)防措施
管殼式換熱器因耐高溫高壓、傳熱系數(shù)高、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)應(yīng)用較為廣泛，但應(yīng)用于制冷空調(diào)場(chǎng)合時(shí)，由于其結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，使用工況也具有多元化的特點(diǎn)，因此會(huì)產(chǎn)生多種失效形式 ［30-32］ 。管殼式換熱器的失效主要包括管束失效、換熱管與管板的連接失效、換熱管與折流板接觸面處振動(dòng)引起的失效、管板與殼體連接處的失效等幾種形式。對(duì)于管束失效，應(yīng)從選材、防腐、防損傷、減小拉應(yīng)力、防止振動(dòng)以及高精度檢漏試驗(yàn)方法等方面考慮，并采取定期清洗管束、在流體中加入緩蝕劑以及在流體入口設(shè)置過(guò)濾裝置和緩沖結(jié)構(gòu)等措施；換熱管與管板連接可以采取改進(jìn)焊接工藝，減小或消除溫差應(yīng)力和焊縫缺陷，并通過(guò)合理選材，消除不同材料接觸所形成的電勢(shì)差；換熱管與折流板接觸面處振動(dòng)引起的失效可通過(guò)改變管束支撐形式消除流體的誘導(dǎo)振動(dòng)、采用較大的管徑增加換熱管的剛度以及設(shè)置膨脹節(jié)降低換熱管振動(dòng)頻率等措施來(lái)控制。
1.4 套管式換熱器
強(qiáng)化套管式換熱器換熱性能的途徑有許多，主要有改變管子外形或在管外加翅片等，如外翅片管、波紋管、螺旋槽管等 ［33-35］ 。
外管加裝翅片不僅增大了換熱面積，而且可以迫使流體在螺旋片和內(nèi)外管組成的螺旋通道內(nèi)流動(dòng)，即改變了速度場(chǎng)的特性；內(nèi)管為波紋管的套管式換熱器，其中波紋管的面積大于直管面積，增大了換熱面積；由于管截面的不斷變化，使管內(nèi)流體的湍動(dòng)程度增加，增加橫向流動(dòng)，破壞邊界層，從而起到強(qiáng)化傳熱的作用。
螺旋槽管通過(guò)滾壓的方法在光管上軋制成外凹內(nèi)凸的螺旋形粗糙表面，圖 5 示出一種螺旋槽管的外觀。由于螺旋槽管所具有的特殊結(jié)構(gòu)，使得強(qiáng)化管內(nèi)外流體呈現(xiàn)螺旋型運(yùn)動(dòng)，減小了管壁熱邊界層厚度，增強(qiáng)了流體湍流強(qiáng)度，強(qiáng)化了管道傳熱能力；流體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生了旋轉(zhuǎn)和脫體，增大了流體流動(dòng)阻力。因此，評(píng)價(jià)螺旋槽管性能需綜合考慮其流動(dòng)阻力與換熱特性。與其他強(qiáng)化換熱管相比，螺旋槽管具有較優(yōu)良的綜合性能，是目前套管式換熱器內(nèi)管的主流選擇。
1.5 微通道換熱器
1.5.1?微通道換熱器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究
微通道換熱器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)大多圍繞翅片和扁管開展研究 ［36-38］ 。對(duì)翅片換熱性能產(chǎn)生影響的主要因素有翅片的材料、間距、厚度等；對(duì)扁管換熱性能的產(chǎn)生影響的主要因素包括扁管的間距、材料、形狀等。
制冷劑流量分配不均勻性對(duì)系統(tǒng)性能影響較大，據(jù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究結(jié)果 ［39-41］ ，采用 R134a做制冷劑時(shí)，流量分配不均勻使機(jī)組性能減少29%~39%。采用 R22 做制冷劑時(shí)，流量分配不均勻使機(jī)組性能減少約為 50%。
1.5.2?微通道換熱器結(jié)霜問(wèn)題研究
影響微通道換熱器結(jié)霜的因素包括環(huán)境條件和換熱器結(jié)構(gòu) 2 個(gè)方面。提高濕空氣溫度、含濕量、氣流速度等均將導(dǎo)致水蒸氣相變驅(qū)動(dòng)力增大，結(jié)霜量增大；排水能力是微通道換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中面臨的重要問(wèn)題，排水不暢將促進(jìn)翅片霜層的形成。結(jié)霜問(wèn)題是影響微通道換熱器推廣使用過(guò)程中遇到的主要障礙之一。
目前解決微通道換熱器結(jié)霜問(wèn)題主要通過(guò)換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但不同換熱器結(jié)構(gòu)對(duì)于霜層形成和霜層厚度影響的定量研究較少，現(xiàn)有研究成果還不能有效指導(dǎo)微通道換熱器的設(shè)計(jì)。
2 、制冷空調(diào)用換熱器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
2.1 翅片管式換熱器
小管徑換熱器技術(shù)是指基于采用小管徑（管徑≤ 5?mm）內(nèi)螺紋銅管的一種高效換熱器技術(shù) ［42-43］ ，是指采用小管徑高效內(nèi)螺紋銅管替代原換熱器中較大管徑的銅管，從而降低產(chǎn)品成本；隨著各應(yīng)用行業(yè)對(duì)換熱器需求的增加，市場(chǎng)對(duì)換熱器產(chǎn)品的質(zhì)量、性能等提出了更高的要求，如環(huán)保、個(gè)性化、多樣化等，會(huì)使我國(guó)換熱器企業(yè)面臨的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力增大。因此，亟需提高換熱器生產(chǎn)過(guò)程的智能化水平，實(shí)現(xiàn)加工零件精度一致性好、加工質(zhì)量穩(wěn)定、廢品率降低等目標(biāo)，對(duì)提高產(chǎn)品科技含量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有較大幫助。
2.2 板式換熱器
國(guó)內(nèi)對(duì)新型板片的開發(fā)力度較弱，發(fā)展新的換熱板型波紋，成為我國(guó)板式換熱器研究中的主要方向之一 ［44］ 。國(guó)內(nèi)學(xué)者提出一種不連續(xù)交叉肋結(jié)構(gòu)的板式換熱器，并對(duì)其換熱能力和壓降等進(jìn)行了數(shù)值和試驗(yàn)研究 ［45］ ；開展減量充注技術(shù)研究，對(duì)于適應(yīng)替代制冷劑所帶來(lái)的換熱器結(jié)構(gòu)變化，保證換熱器在工作條件下最佳的傳熱效果，助推新型工質(zhì)，特別是（低）可燃工質(zhì)的進(jìn)一步應(yīng)用具有重要意義。
2.3 管殼式換熱器
在強(qiáng)化傳熱技術(shù)方面，管殼式換熱器的強(qiáng)化傳熱研究 ［46-47］ 將著重于以下幾個(gè)方面。對(duì)于水冷式冷凝器，解決細(xì)密翅片結(jié)構(gòu)的三維翅片管管束效應(yīng)，以減少表面張力作用下冷凝液在傳熱管表面的粘滯問(wèn)題，從而提高冷凝器傳熱性能；開發(fā)新型傳熱管支撐結(jié)構(gòu)，改善傳熱性能，降低流體流動(dòng)壓降，提高傳熱管間換熱溫度的均勻性；采用降膜蒸發(fā)器傳熱強(qiáng)化技術(shù)，減少制冷劑的充注量；開展相關(guān)管內(nèi)水側(cè)強(qiáng)化傳熱，使得管內(nèi)傳熱系數(shù)與管外相變傳熱系數(shù)基本相當(dāng)是今后研究的關(guān)鍵；采用不同的管束布局方式和節(jié)距比，直接影響到換熱器的壓降、換熱性能等；開展分液技術(shù)的研究，保證在偏離設(shè)計(jì)條件下，仍能夠?qū)崿F(xiàn)向蒸發(fā)器均勻、等量的供液，是帶分液功能換熱器設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。
在可靠性提升技術(shù) ［48-49］ 方面，主要在以下幾個(gè)方面開展工作。新材料的選擇和應(yīng)用，有效提高換熱器的換熱效率和耐腐蝕性，并降低產(chǎn)品制造成本；換熱器結(jié)垢機(jī)理以及在線清洗技術(shù)的研發(fā)，對(duì)于延緩水垢的形成、維持換熱器的長(zhǎng)時(shí)間高效運(yùn)行具有重要意義；開展管殼式換熱器在不同場(chǎng)合、不同運(yùn)行工況條件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)換熱器的強(qiáng)度、剛度、振動(dòng)等可靠性指標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，結(jié)合試驗(yàn)研究開發(fā)新型換熱器結(jié)構(gòu)型式，提升產(chǎn)品的可靠性。
2.4 套管式換熱器
（1）大型化研究。
對(duì)于制冷空調(diào)行業(yè)而言，隨著大型機(jī)組及裝置的發(fā)展，對(duì)換熱器的能力提出了更高的要求。
大容量套管式換熱器目前主要通過(guò)小容量模塊拼接而成，使得系統(tǒng)臃腫龐大，同時(shí)設(shè)備投資費(fèi)用高昂，并且產(chǎn)生管間接頭較多、易發(fā)生泄漏等問(wèn)題。因此，開展套管式換熱器大型化研究，突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸，對(duì)于提高大容量套管式換熱器可靠性、減小占地面積、改善系統(tǒng)設(shè)備的安裝和維修條件，進(jìn)而提高制冷空調(diào)系統(tǒng)的總體技術(shù)性能具有重要意義。
（2）強(qiáng)化傳熱機(jī)理研究 ［50］ 。
不同強(qiáng)化管的強(qiáng)化傳熱機(jī)理不同，針對(duì)不同形式的強(qiáng)化管，開展相應(yīng)的強(qiáng)化傳熱機(jī)理的研究，對(duì)于進(jìn)一步提高套管式換熱器的傳熱效率具有重要意義。
（3）可靠性研究 ［51］ 。
套管換熱器的失效模式主要體現(xiàn)在冰凍后脹管導(dǎo)致管子強(qiáng)度不足；管內(nèi)污垢導(dǎo)致?lián)Q熱系數(shù)下降等。因此，運(yùn)用新的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法，結(jié)合產(chǎn)品的失效模式分析，研制重量輕、體積小、可靠性高的套管換熱器，并對(duì)其可靠性和安全性進(jìn)行預(yù)測(cè)，減少換熱器事故的發(fā)生，保障制冷空調(diào)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
2.5 微通道換熱器
在考慮換熱器制造成本的同時(shí)，應(yīng)針對(duì)翅片型式及其參數(shù)、換熱器布置、回路設(shè)置、集流管的設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行研究 ［52-53］ ，得到高效經(jīng)濟(jì)的換熱器；新材料的應(yīng)用可增強(qiáng)微通道換熱器在多種使用環(huán)境中的適應(yīng)性，并提升換熱器性能；對(duì)微通道換熱器的研究多集中于傳熱方面，腐蝕影響方面則較少涉及，也應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)研究。當(dāng)前行業(yè)內(nèi)雖然存在多種試驗(yàn)方法，但并沒(méi)有公認(rèn)的且能與現(xiàn)場(chǎng)失效很好吻合的方法，需要進(jìn)一步開展相關(guān)研究工作；對(duì)于微通道換熱器作為冷凝器時(shí)的傳熱特性研究較多，而針對(duì)微通道蒸發(fā)器的研究，尤其是理論上對(duì)結(jié)霜和融霜工況下?lián)Q熱器表面?zhèn)鳠醾髻|(zhì)機(jī)理研究還比較少。因此，還必須針對(duì)微通道換熱器作為蒸發(fā)器時(shí)在結(jié)霜和融霜工況下，內(nèi)部制冷劑的分配特性、換熱器表面霜層生長(zhǎng)規(guī)律等對(duì)系統(tǒng)性能特性的影響進(jìn)行研究。
3、 結(jié)語(yǔ)
隨著行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用市場(chǎng)的需求多樣化，我國(guó)工商制冷空調(diào)用換熱器的市場(chǎng)呈現(xiàn)出百家爭(zhēng)鳴的態(tài)勢(shì)，新型產(chǎn)品、研究方向和研究成果不斷涌現(xiàn)，換熱器的發(fā)展面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。目前在我國(guó)工商制冷空調(diào)用換熱器發(fā)展中存在換熱器性能和可靠性亟需進(jìn)一步提升、制冷劑替代技術(shù)的研究薄弱、生產(chǎn)效率有待進(jìn)一步提高等問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題，應(yīng)在強(qiáng)化傳熱和輕量化技術(shù)、數(shù)值模擬技術(shù)、適應(yīng)新型制冷劑和減量充注技術(shù)、智能制造技術(shù)等方面加大研發(fā)投入，提高換熱器傳熱效率并節(jié)約材料成本，適應(yīng)制冷劑替代的行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，并進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率、降低人力成本，為我國(guó)制冷空調(diào)用換熱器產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)提供技術(shù)支撐。
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作者簡(jiǎn)介：張秀平（1971），女，研究員，主要從事制冷空調(diào)技術(shù)研究工作，通信地址：230031?安徽省合肥市長(zhǎng)江西路888 號(hào)合肥通用機(jī)械研究院有限公司，E-mail：zhangxiuping@hgmri.com。
張秀平，等：工商制冷空調(diào)用換熱器技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
本文引用格式：
張秀平，劉曉紅，周到，等 . 工商制冷空調(diào)用換熱器技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)［J］. 流體機(jī)械，2024，52（6）：67-75.
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