微通道換熱器在空調(diào)應(yīng)用中的現(xiàn)狀探究

鄭立新

摘要：在全球氣候變化的背景下，空調(diào)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畹谋貍溆闷罚⑼ǖ罁Q熱器在空調(diào)方面的應(yīng)用課題更是越來(lái)越受到業(yè)內(nèi)人士的重視。本文首先介紹了微通道換熱器的技術(shù)特點(diǎn)，然后對(duì)微通道換熱器在空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，最后對(duì)當(dāng)下微通道換熱器在空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了問題分析并提出了建議，旨在為微通道換熱器的研究提供新的思路。

關(guān)鍵詞：微通道；換熱器；空調(diào)

一、微通道換熱器的技術(shù)特點(diǎn)

微通道換熱器因其微尺度傳熱的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在我國(guó)電子領(lǐng)域得到了越多越廣泛的應(yīng)用，與早期的換熱器相比較，當(dāng)下的微通道換熱器使用起來(lái)更加方便且能夠產(chǎn)生良好的傳熱效果。通常情況下，微通道換熱器包括芯片和工業(yè)兩種，前者的結(jié)構(gòu)形式較為突出，后者所采用的材料較為特殊。目前，芯片微通道換熱器主要采用平板錯(cuò)流式結(jié)構(gòu)，通過(guò)應(yīng)用激光法和熱壓法等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)換熱功能，而工業(yè)微通道換熱器所采用的材料為鋁，通過(guò)電鍍技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷空調(diào)的換熱功能。由此可見，微通道換熱器的用途不同，所采用的制造材料和加工技術(shù)都存在較大差異。

二、微通道換熱器在空調(diào)應(yīng)用中的先進(jìn)性

（一）換熱效果較高

微通道換熱器之所以在空調(diào)領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用，其最重要的原因之一是微通道換熱器具有遠(yuǎn)高于早期換熱器的高效率。微通道換熱器得益于其自身較為特殊的結(jié)構(gòu)，使其內(nèi)部單位體積流體的接觸面積大增，從而大幅度提高了微通道換熱器整體的換熱效率，同時(shí)，微通道的邊界層較厚，大幅度降低了換熱器的熱阻能力，這一獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在很大程度上提升了微通道換熱器的傳熱系數(shù)。由此可見，微通道換熱器的換熱效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于早期的換熱器，使其在空調(diào)領(lǐng)域范圍內(nèi)應(yīng)用的效果更好。

（二）承壓能力好

微通道換熱器的制造工藝是傳統(tǒng)的焊接技術(shù)，再加上其自身零件的體積都進(jìn)行了微型處理，因此，其整體結(jié)構(gòu)相對(duì)較為集中，與早期的換熱器相比具有所占空間較少的特點(diǎn)。由此可知，微通道換熱器的管道半徑較小，從而提升了微通道換熱器承受壓力的能力，這對(duì)于空調(diào)領(lǐng)域的制冷性能的提升十分有利。

（三）成本低

如上文所述，微通道換熱器所使用的制造材料為鋁，其材料成本不高，同時(shí)，本身體積較小的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也令微通道換熱器運(yùn)行所使用的制冷劑的量級(jí)得到了大幅度的降低，在很大程度上節(jié)省了微通道換熱器的使用成本。此外，相對(duì)于傳統(tǒng)的大體積換熱裝置的運(yùn)輸成本來(lái)說(shuō)，微通道換熱器的運(yùn)輸成本更低。而微通道換熱器的回收相對(duì)更為容易，這也是微通道換熱器深受各行各業(yè)人士喜愛的主要原因之一。因此，微通道換熱器的整體運(yùn)行成本較低，為其在空調(diào)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（四）性能多元

溫度控制是考量換熱器性能的主要指標(biāo)之一，而微通道換熱器的預(yù)熱性能極佳，也就是說(shuō)微通道換熱器在熱能處理和溫度控制方面表現(xiàn)良好，幾乎不會(huì)出現(xiàn)溫度過(guò)高的危險(xiǎn)情況。與傳統(tǒng)的早期換熱器相比，微通道換熱器還具有低噪和穩(wěn)定兩大優(yōu)勢(shì)，一方面，微通道換熱器的扁管的抗阻能力較強(qiáng)，使其抗震能力得到了有效提升，有利于降低周圍的噪聲干擾；另一方面，微通道換熱器有效控制了內(nèi)部的繞流現(xiàn)象，提升了整體運(yùn)行的穩(wěn)定性。此外，微通道換熱器的生產(chǎn)材料有涂層，不但可以保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)降低傳熱器的老化速度，而且可以防止傳熱其在使用過(guò)程中被腐蝕。由此可見，微通道換熱器的性能較為多元，綜合性能指數(shù)較高，有利于其在不同環(huán)境和條件下的有效應(yīng)用。

三、微通道換熱器在空調(diào)應(yīng)用中的現(xiàn)狀分析

（一）家用空調(diào)中的應(yīng)用性能亟待提升

目前，微通道換熱器在空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在車用方面，雖然其性能多元且換熱效率高，但是，由于車用空調(diào)和家用空調(diào)本身的結(jié)構(gòu)和用途存在一定的差異，微通道換熱器自身在家用空調(diào)方面的應(yīng)用還存在一些問題，導(dǎo)致其在家用空調(diào)方面的應(yīng)用受到一定程度的限制。在家用空調(diào)方面，微通道換熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)冷凝水的有效排除，嚴(yán)重影響空調(diào)化霜。因此，微通道換熱器在家用空調(diào)中的應(yīng)用仍存在不足。筆者認(rèn)為，微通道換熱器的廠家可以從優(yōu)化換熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)降低制冷劑的量級(jí)來(lái)解決這一問題。

（二）衛(wèi)生問題影響系統(tǒng)性能

目前，微通道換熱器的部分結(jié)構(gòu)表面對(duì)于灰塵的排斥能力較低，常常出現(xiàn)積灰現(xiàn)象，這一現(xiàn)象在很大程度上影響了微通道換熱器自身的性能，導(dǎo)致自身部件受損，對(duì)于微通道換熱器的穩(wěn)定運(yùn)行十分不利。筆者認(rèn)為，微通道換熱器的研究人員可以通過(guò)改良微通道換熱器的表面材料來(lái)實(shí)現(xiàn)良好的防塵效果，從而避免微通道換熱器的性能受到不必要的負(fù)面影響。

（三）氣流分布問題導(dǎo)致能源浪費(fèi)

微通道換熱器在空調(diào)方面的應(yīng)用主要是用來(lái)實(shí)現(xiàn)氣流的有效交換，但是往往用于蒸發(fā)器時(shí)，會(huì)出現(xiàn)氣流分布不均的問題，導(dǎo)致制冷效果較差。另外，一般情況下，微通道換熱器都與風(fēng)扇搭配使用，這一使用方式也會(huì)導(dǎo)致氣流分布不均的問題，降低了微通道換熱器所受到的風(fēng)速，造成了不必要的能源浪費(fèi)。目前，我國(guó)還沒有可以用來(lái)解決這一問題的有效方法。筆者認(rèn)為，從技術(shù)的角度出發(fā)對(duì)氣流分布問題進(jìn)行深入研究十分必要。

（四）整體環(huán)境存在空氣質(zhì)量問題

空調(diào)的使用頻率極高，這就對(duì)微通道換熱器的有效壽命提出了更高的要求。微通道換熱器表面的灰塵經(jīng)常長(zhǎng)年累月的堆積，必然導(dǎo)致熱阻過(guò)高，一旦超過(guò)臨界值，則有發(fā)生空調(diào)停止運(yùn)行的問題，如果灰塵中存在其他物質(zhì)，對(duì)微通道換熱器的零部件造成損壞，就會(huì)導(dǎo)致微通道換熱器的失靈。因此，微通道換熱器的運(yùn)行環(huán)境存在空氣質(zhì)量問題，對(duì)于微通道換熱器的使用年限十分不利。筆者認(rèn)為，增強(qiáng)換熱器的熱阻可以有效提升微通道換熱器的使用年限。

四、結(jié)語(yǔ)

微通道換熱器在空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越得到業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。本文從微通道換熱器的技術(shù)特點(diǎn)出發(fā)對(duì)微通道換熱器在空調(diào)領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)和問題進(jìn)行了闡述并針對(duì)當(dāng)下問題提出了建議。筆者認(rèn)為，當(dāng)下微通道換熱器在家用空調(diào)方面的應(yīng)用存在一定的局限性，微通道換熱器的廠家應(yīng)該優(yōu)化微通道換熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，降低制冷劑的量級(jí)，改良微通道換熱器的表面材料，從而改善微通道換熱器表面的積灰問題并延長(zhǎng)微通道換熱器的壽命。

參考文獻(xiàn)

[1]葛洋，姜未汀.微通道換熱器的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀[J].化工進(jìn)展，2016，35（S1）：10-15.

[2]周子成.全鋁微通道換熱器在空調(diào)中的應(yīng)用[J].制冷，2014，33（03）：44-49.

[3]徐博. 微通道換熱器在家用分體空調(diào)應(yīng)用的關(guān)鍵問題研究[D].上海交通大學(xué)，2014.

（作者單位：杭州三花微通道換熱器有限公司）