试论家用空调器上微通道换热器的应用

1、    试论家用空调器上微通道换热器的应用    乔本阁摘 要：随着现代人们环保意识的增长，空调器中多采用天然制冷器取代传统的r22制冷器，从而减少对环境的污染。微通道换热器具有体积小且可回收利用的优势，并且从其换热效应上来看，具有较高的使用性能。家用空调器采用微通道换热器，有助于提升家用空调器的使用性能，同时降低生产成本。因此，文章主要针对家用空调器上微通道换热器的应用展开分析。关键词：家用空调器；微通道换热器；换热功能微通道换热器由于通道截面小，通过小面积下流体的冷却原理，增强了通道内的换热效能，具有单位体积内换热效应好、热阻低、质量轻且流体小的特点

2、，目前以及被广泛应用于红外探测、电子设备、生物医疗等领域，尤其是空调制造1。空调作为一种调节温度的设备，其基本功能就是换热功能。微通道换热器解决了传统工业制冷、家用空调和汽车空调的换热效率，同时有助于减少排放，提高环保效果。一、微通道换热器的发展历史微通道换热器的研发主要是为了解决1980年的高密度电子器件的散热问题以及1990年微电子机械系统的冷却问题2。1981年学者塔克曼和皮克斯首次发表关于微通道换热器概念，1985年学者丝威夫、米格勒以及韦斯莱首次研发出能够用于流体交换的微通道换热器。并且随着微制造技术的不断发展，目前市场中能够制造出直径仅有10um的微通道换热器3。2001年，塔姆等

3、学者提出了微热管冷却系统的概念，该系统实际上就是微散热系统，主要是由电子动力泵、微冷凝器以及微热管组成4。若使用冷凝系统取代冷凝器，有助于提高冷却的主动性，从而避免高密度电子器件散热不及时造成的损毁。在家用空调中，当通道直径低于3mm时，气液的两相流动与传热规律将高于常规尺寸的传热器，通道直径越小，传热效果越好5。当通道直径为0.51mm时，对流换热系数能够得到显著提升，将微通道换热器应用于家用空调器，并适当转变空调结构，有助于提高传热器的传热效能，从而节约电能。与一般的换热器相比，微通道换热器的效率要高出2030%。目前世界知名换热器生产厂商以及将微通道换热器推广至家用空调器的制造中，有助于

4、提高企业的市场竞争力。而我国许多空调生产商也紧随其后，已经自主开发了多种家用空调型微通道换热器。二、微通道换热器的类型微通道换热器在目前使用中常用的家用空调中都有广泛应用，而其中的微通道换热器可以根据其大小分为微型微通道换热器和大尺寸微通道换热器。1.微型微通道换热器微型微通道换热器主要是为了满足节能需求而设计的一种高效、轻巧且结构紧凑的患儿其，其主要分类有平板错流式换热器、烧结网式多孔换热器。微型微通道换热器主要使用的材料为聚甲基丙烯酸甲酯、镍、铜、不锈钢、陶瓷以及铝等，使用镍材质的微通道换热器，单位体积传热效能是传统聚合材料换热器的6倍，且单位质量传热效能是聚合材料的2倍。铜材料具有较好的

5、扩展性，能够制成直径小且光滑的通道，并且能够精准的控制通道尺寸和厚度，达到微米级水准，其传热系数是传统换热器的20多倍6。若使用硅、铝等材料，能够制造结构复杂的换热器，并且通过异相蚀刻过程制成换热器，例如通过夹层及堆砌技术能够最早不同型号的换热器。隨着加工技术的不断发展，加工精度不断提升，目前市面中能够制作出精度为10um的微型微通道换热器。2.大尺寸微通道换热器大尺寸微通道换热器主要应用于汽车空调和家用空调中，其主要类型有平行流管式换热器和三维错流式换热器。由于该类型换热器的尺寸一般较大，因此被称为大尺寸微通道换热器。大尺寸微通道的制作与一般微通道的制作方法不同，大尺寸微通道的加工技术更加复

6、杂。三、家用空调器上微通道换热器的应用微通道换热器主要是由集流管、多通道扁管以及百叶窗翅片等组成，由于尺寸较小，面积体积比较大，表面作用较强同时造成的传热效果也更强，是常规尺寸的23倍，当通道直径小于3，时，通道的换热性能显著提升。该设备目前被广泛应用于家用空调、中央空调以及冷冻库中。微通道换热器与传统管翅式换热器相比，其效能和社会效益更高，具有绿色环保的特点，同时生产成本耕地。基于微通道换热器的优势，许多国家的空调生产企业更是在几年前就生产了微通道换热器制造的空调器，lg、开利等知名家电企业已经采用平流冷凝器作为家用空调的制造方向，并且已经批量生产。而在国内，许多知名家电企业如海尔、tcl对

7、微通道换热器产品展开了一系列研发。微通道换热器在家用空调中的应用提高了其整体性能。冷凝效应的提高以及压降降低，能够有效缩小冷凝器的体积。有学者指出，采用平流换热器期待传统的圆管冷凝器，能够有效节省材料使用量，在降低生产成本的同时降低了空气侧压。目前采用平流换热器的家用空调，其体积是一般空调的一半，且制冷剂使用效率提升了20%，为节能环保事业的发展作出了巨大的贡献，有助于提升产品的竞争力。微通道换热器的排气温度、换热效应和换热耗能等指标均优于传统管翅式换热器，且迎风面积仅为管翅式换热器的70%，能效能够有效提升4%，冷媒灌注量得到有效下降，且重量减轻超过40%。但是在实际生产中，由于微通道换热器

8、是由换热器研发企业生产的，需要通过有效的设计方法，与空调生产厂家进行合作，开发出更高性能的微通道换热器。同时，微通道换热器具有一定的复杂性，导致加工费用远高于其材料费用，多要想在家用空调中推广使用，需要优化其加工工艺，从而降低加工成本。结束语微通道换热器与一般的换热器相比，不但体积小、换热效率高，同时可使用的材料多，能够降低生产成本，提高经济效益。随着微通道换热器在家用空调器中的应用不断成熟，其在家用空调中的应用将成为一种优化潮流。参考文献：1郭霞龄，王学友.微通道换热器在r290家用空调器中的应用j.制冷与空调，2015，15（10）：37-40，47.2陈绍楷，刘忠民.微通道换热器在家用空调器上的应用研究j.日用电器，2015，34（3）：16-17.3黄茂科.浅谈微通道换热器在r290家用空调器中的应用j.中国新技术新产品，2016，23（8）：96-97.4谭易君，庄嵘，涂小苹等.r290微通道冷凝器性能优化及其充注量分析j.制冷与空调，2015，13（3）：97-100.5苏建民，王随林，李俊明等.微细通道蒸发器空气侧对流传热传质研究j.建筑节能，2015，35（9）：6-8.6张会勇，李俊明，王补宣等.微通道换热器在家用空调中的应用j.暖通空调，2016，39（9）：80-85. 科学与财富2