喬本閣

摘 要：隨著現(xiàn)代人們環(huán)保意識的增長，空調器中多采用天然制冷器取代傳統(tǒng)的R22制冷器，從而減少對環(huán)境的污染。微通道換熱器具有體積小且可回收利用的優(yōu)勢，并且從其換熱效應上來看，具有較高的使用性能。家用空調器采用微通道換熱器，有助于提升家用空調器的使用性能，同時降低生產成本。因此，文章主要針對家用空調器上微通道換熱器的應用展開分析。

關鍵詞：家用空調器；微通道換熱器；換熱功能

微通道換熱器由于通道截面小，通過小面積下流體的冷卻原理，增強了通道內的換熱效能，具有單位體積內換熱效應好、熱阻低、質量輕且流體小的特點，目前以及被廣泛應用于紅外探測、電子設備、生物醫(yī)療等領域，尤其是空調制造[1]?？照{作為一種調節(jié)溫度的設備，其基本功能就是換熱功能。微通道換熱器解決了傳統(tǒng)工業(yè)制冷、家用空調和汽車空調的換熱效率，同時有助于減少排放，提高環(huán)保效果。

一、微通道換熱器的發(fā)展歷史

微通道換熱器的研發(fā)主要是為了解決1980年的高密度電子器件的散熱問題以及1990年微電子機械系統(tǒng)的冷卻問題[2]。1981年學者塔克曼和皮克斯首次發(fā)表關于微通道換熱器概念，1985年學者絲威夫、米格勒以及韋斯萊首次研發(fā)出能夠用于流體交換的微通道換熱器。并且隨著微制造技術的不斷發(fā)展，目前市場中能夠制造出直徑僅有10um的微通道換熱器[3]。2001年，塔姆等學者提出了微熱管冷卻系統(tǒng)的概念，該系統(tǒng)實際上就是微散熱系統(tǒng)，主要是由電子動力泵、微冷凝器以及微熱管組成[4]。若使用冷凝系統(tǒng)取代冷凝器，有助于提高冷卻的主動性，從而避免高密度電子器件散熱不及時造成的損毀。

在家用空調中，當通道直徑低于3mm時，氣液的兩相流動與傳熱規(guī)律將高于常規(guī)尺寸的傳熱器，通道直徑越小，傳熱效果越好[5]。當通道直徑為0.5～1mm時，對流換熱系數(shù)能夠得到顯著提升，將微通道換熱器應用于家用空調器，并適當轉變空調結構，有助于提高傳熱器的傳熱效能，從而節(jié)約電能。與一般的換熱器相比，微通道換熱器的效率要高出20～30%。目前世界知名換熱器生產廠商以及將微通道換熱器推廣至家用空調器的制造中，有助于提高企業(yè)的市場競爭力。而我國許多空調生產商也緊隨其后，已經自主開發(fā)了多種家用空調型微通道換熱器。

二、微通道換熱器的類型

微通道換熱器在目前使用中常用的家用空調中都有廣泛應用，而其中的微通道換熱器可以根據(jù)其大小分為微型微通道換熱器和大尺寸微通道換熱器。

1.微型微通道換熱器

微型微通道換熱器主要是為了滿足節(jié)能需求而設計的一種高效、輕巧且結構緊湊的患兒其，其主要分類有平板錯流式換熱器、燒結網式多孔換熱器。微型微通道換熱器主要使用的材料為聚甲基丙烯酸甲酯、鎳、銅、不銹鋼、陶瓷以及鋁等，使用鎳材質的微通道換熱器，單位體積傳熱效能是傳統(tǒng)聚合材料換熱器的6倍，且單位質量傳熱效能是聚合材料的2倍。銅材料具有較好的擴展性，能夠制成直徑小且光滑的通道，并且能夠精準的控制通道尺寸和厚度，達到微米級水準，其傳熱系數(shù)是傳統(tǒng)換熱器的20多倍[6]。若使用硅、鋁等材料，能夠制造結構復雜的換熱器，并且通過異相蝕刻過程制成換熱器，例如通過夾層及堆砌技術能夠最早不同型號的換熱器。隨著加工技術的不斷發(fā)展，加工精度不斷提升，目前市面中能夠制作出精度為10um的微型微通道換熱器。

2.大尺寸微通道換熱器

大尺寸微通道換熱器主要應用于汽車空調和家用空調中，其主要類型有平行流管式換熱器和三維錯流式換熱器。由于該類型換熱器的尺寸一般較大，因此被稱為大尺寸微通道換熱器。大尺寸微通道的制作與一般微通道的制作方法不同，大尺寸微通道的加工技術更加復雜。

三、家用空調器上微通道換熱器的應用

微通道換熱器主要是由集流管、多通道扁管以及百葉窗翅片等組成，由于尺寸較小，面積體積比較大，表面作用較強同時造成的傳熱效果也更強，是常規(guī)尺寸的2～3倍，當通道直徑小于3，，時，通道的換熱性能顯著提升。該設備目前被廣泛應用于家用空調、中央空調以及冷凍庫中。微通道換熱器與傳統(tǒng)管翅式換熱器相比，其效能和社會效益更高，具有綠色環(huán)保的特點，同時生產成本耕地?；谖⑼ǖ罁Q熱器的優(yōu)勢，許多國家的空調生產企業(yè)更是在幾年前就生產了微通道換熱器制造的空調器，LG、開利等知名家電企業(yè)已經采用平流冷凝器作為家用空調的制造方向，并且已經批量生產。而在國內，許多知名家電企業(yè)如海爾、TCL對微通道換熱器產品展開了一系列研發(fā)。

微通道換熱器在家用空調中的應用提高了其整體性能。冷凝效應的提高以及壓降降低，能夠有效縮小冷凝器的體積。有學者指出，采用平流換熱器期待傳統(tǒng)的圓管冷凝器，能夠有效節(jié)省材料使用量，在降低生產成本的同時降低了空氣側壓。目前采用平流換熱器的家用空調，其體積是一般空調的一半，且制冷劑使用效率提升了20%，為節(jié)能環(huán)保事業(yè)的發(fā)展作出了巨大的貢獻，有助于提升產品的競爭力。微通道換熱器的排氣溫度、換熱效應和換熱耗能等指標均優(yōu)于傳統(tǒng)管翅式換熱器，且迎風面積僅為管翅式換熱器的70%，能效能夠有效提升4%，冷媒灌注量得到有效下降，且重量減輕超過40%。但是在實際生產中，由于微通道換熱器是由換熱器研發(fā)企業(yè)生產的，需要通過有效的設計方法，與空調生產廠家進行合作，開發(fā)出更高性能的微通道換熱器。同時，微通道換熱器具有一定的復雜性，導致加工費用遠高于其材料費用，多要想在家用空調中推廣使用，需要優(yōu)化其加工工藝，從而降低加工成本。

結束語

微通道換熱器與一般的換熱器相比，不但體積小、換熱效率高，同時可使用的材料多，能夠降低生產成本，提高經濟效益。隨著微通道換熱器在家用空調器中的應用不斷成熟，其在家用空調中的應用將成為一種優(yōu)化潮流。

參考文獻：

[1]郭霞齡，王學友.微通道換熱器在R290家用空調器中的應用[J].制冷與空調，2015，15（10）：37-40，47.

[2]陳紹楷，劉忠民.微通道換熱器在家用空調器上的應用研究[J].日用電器，2015，34（3）：16-17.

[3]黃茂科.淺談微通道換熱器在R290家用空調器中的應用[J].中國新技術新產品，2016，23（8）：96-97.

[4]譚易君，莊嶸，涂小蘋等.R290微通道冷凝器性能優(yōu)化及其充注量分析[J].制冷與空調，2015，13（3）：97-100.

[5]蘇建民，王隨林，李俊明等.微細通道蒸發(fā)器空氣側對流傳熱傳質研究[J].建筑節(jié)能，2015，35（9）：6-8.

[6]張會勇，李俊明，王補宣等.微通道換熱器在家用空調中的應用[J].暖通空調，2016，39（9）：80-85.