强基固本 低碳发展——2021《中国制冷展技术总结报告》连载（三）
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小编说
换热器作为制冷系统的“辅助设备”，难道就不重要了吗？其实换热器是制冷系统中除压缩机外对系统性能影响最显着的设备。在制冷系统中，随着直流同步高速电机以及高效压缩机的应用，换热设备的性能特别是大型冷水机组蒸发器、冷凝器的性能对冷水机组的尺寸、性能影响越来越显着。对换热设备高效、紧凑的要求越来越高。
同时，制冷系统效率的提升也离不开控制阀件的性能改进，控制阀件向着更加精准、稳定、智能和关联化的方向发展。
下面就让我们一起回顾2021中国制冷展，为您娓娓道来在展会中对换热器和控制阀门的全新发现。
换热器特色产品
制冷剂与水侧的换热过程广泛存在于冷水机组、热泵等设备中。将换热器分为制冷剂与水换热的换热设备、制冷剂与空气换热的换热设备、水与空气换热或传质的换热设备以及其他类换热设备。
今年，各厂商所展示的换热器在换热性能、结构质量、制造工艺、紧凑性和稳定性方面进行了优化提升，包括：
紧凑高效的板式换热器；
综合减少制冷剂充注量与稳定性的混合降膜壳管式蒸发器；
增加换热面积的微通道换热器；
具有强化换热结构的常规管径与微小管径内螺纹管；
同轴套管换热器和高效罐换热器等。
板式换热器
金属板片的几何结构及其形成的流道形状是影响板式换热器换热效率的主要因素，各厂商也展示了其不同的板式换热器的设计方案。
丹佛斯（上海）投资有限公司展示的MPHE 系列微板换热器采用点阵式设计，在板片上形成非对称的Z字形制冷剂回路，增大了换热面积，同时使气态和液态制冷剂充分混合，提高了换热效率。
壳管式换热器
壳管式换热器广泛应用于中大型冷热水机组、模块机等。由于其体积与制冷剂充注量相对大，结构较为复杂，因此对壳管式换热器的传热性能与机械结构进行优化就尤为重要。本次展会中有多个厂家展示了新型壳管换热器的设计。
杭州沈氏节能科技股份有限公司展出了一种新型自油吸壳管式换热器。为了避免气态制冷剂带动油滴进入下级管道，该换热器末端增设了一个夹层，这个设计能够有效地解决壳侧回油困难的问题，降低回油导致的换热效率下降及避免对其他元器件的影响。
冷水机组壳管式
蒸发器冷凝器
本届展会上展示的多家厂商的冷水机组中的壳管换热器多采用混合式降膜蒸发技术。制冷剂在壳侧以降膜形式进行蒸发传热，底部少部分管束则采用满液式蒸发形式，能有效地减少制冷剂的充注量，同时减少因工况变动导致的液位波动对换热器性能的影响。并且油会积存在满液区，有利于回油。
同轴套管换热器
江苏远卓设备制造有限公司展示了其生产的同轴套管换热器。为了减小管内液膜的厚度以增强换热，该换热器使用螺旋槽纹管，此结构能使加强管内湍流强度，使传热系数增大
浙江英特科技股份有限公司则展示了其同轴套管式换热器的多头螺旋内管结构，钢管与铜管的间隙被均匀分隔，有利于提高蒸发工况的回油效果。同时，此结构能增大管内侧与管外侧的流动湍流度，增加了流体与管外壁的接触面积，有效地减薄边界层的厚度，从而进一步提升换热能力。
高效罐换热器
无锡市同力空调设备有限公司展示了其高效罐式换热器，其采用高效翅片管紧凑盘绕制成，能在高效罐冷凝换热过程中增加湍流度，破坏液膜的表面张力，使液膜变薄，提高换热效率。同时，形成环形通道与微孔，提供汽化核心点，提高蒸发传热系数，并可促进液体对流并有效避免结垢的产生。
翅片管换热器
广州东奥电气有限公司展示的防腐翅片换热器，采用了高效纳米涂层，使翅片表面具有较强抗腐蚀与抗摩擦能力。该工艺能进一步提高换热器在恶劣工况中的性能，延长使用寿命。同时，涂层的高亲水特性有利于尽快排走表面液滴，减缓结霜过程。
强化换热管及翅片设计
金龙精密铜管集团股份有限公司展出了一系列高效强化管，其包括扎丝管、麻面管、中高翅片管、干蒸波纹管和波纹管等， 其管直径在8~26mm间。
上海日光铜业有限公司展示了特高导热二重管，其二重管热交换器的内管使用了特殊化的翅片结构，其翅片呈环形锯齿状，能够有效的破坏液膜边界层，减少热阻。管内则有连续加工的肋齿，能够强化管内紊流。
微通道换热器
杭州三花微通道换热器有限公司展示的双系统微通道换热器，将两个系统的换热器结合，换热管相间嵌合，形成一套换热翅片结构。该设计可节约换热面积及翅片材料用量。在实现高度紧凑结构的同时，可减少冷媒的充注量。
浙江新金宸机械有限公司展示的双排高能效微通道换热器增加了翅片换热面积，并在制冷剂扁管内部增加凸齿结构，该设计在增大换热面积的同时，能够进一步减少制冷剂充注量，提升换热效率。
高效均温板
常州恒创热管理有限公司展示的相变均温板分为菱形扰流式均温板、圆点扰流式均温板和差异化流路均温板。该设计成本低、可靠性高、体积小，并且具有很高的散热性能。此均温板可以用于5G通讯模块的散热、智慧屏电视机芯片散热以及空调变频器散热。
自适应变流量冷却塔
冷却塔的布水效果是影响其换热效率的主要因素，布水越均匀就越有利于水膜的铺展，从而增大水膜与空气的接触面积，增大传热传质换热性能。
广东新菱空调科技有限公司展示的自重式布水喷头通过添加旋流部件，结合其开发的增压喷淋技术，能够在 30%~110%冷却水量下，依旧实现均匀布水。
益冷和众科技（北京）有限公司展示的间接蒸发冷水机在传统冷水机组的进风口处增设空气冷却器。进风在与塔内喷淋水接触前通过空气冷却器预冷，使得冷水出口温度进一步降低，可获得低于湿球温度的冷水。
防火湿帘
水在重力作用下由湿帘上部往下流时，水膜因波纹状结构和纤维材料的高吸水性进行大面积铺展，由于水膜对应温度的饱和压力高于湿空气中的水蒸汽分压力，水蒸发吸收空气的热量使空气降温。
澳蓝（福建）实业有限公司展示的湿帘利用长纤维原浆纸制成，不含玻璃纤维，具有V0级别的阻燃性，蒸发效率在85%以上，在高温环境下有较高的稳定性和耐腐蚀性。
凯络文换热器(中国)有限公司展示的加湿式空冷器，在空气进口端加设湿帘，空气在通过湿帘后干球温度下降，增大与翅片管的换热温差。但增大了空气流动阻力和驱动空气流动的风机能耗。
德默菲换热器（平湖）有限公司同样在干式冷却器进风段加装湿帘。为了应对环境温度高的运行工况，干式条件下无法达到冷凝的设定温度，冷却器启用预冷系统，绝热预冷板被加湿，空气进入热交换器前，其温度可以降低10℃以上，使冷却器达到更高的换热性能。
控制阀件的特色产品
电子膨胀阀是制冷空调系统中与变转速压缩机协调控制制冷剂流量，可使制冷空调系统始终保持在最佳的工况下运行，达到快速制冷（热）、温度精确控制、节能省电的目的。
展会上展示的阀件类型众多，主要包括：电子膨胀阀、四通阀、球阀、智能阀和风阀，阀件产品趋于特定化、精细化和智能化，对制冷系统性的提升更为明显。
电子膨胀阀
丹佛斯（上海）投资有限公司展示的ETS 5M电子膨胀阀采用了两级电机，可实现流量的精准调节，结合过热度控制器、压力和温度传感器，可精准控制喷入蒸发器的液体。并且阀门可充分保持气压的平衡，在双流向提供双向流功能和电磁型密封关闭功能。
浙江三花智能控制股份有限公司展示的LPF系列电子膨胀阀主要用于冷冻冷藏系统，该阀件能实现制冷剂流量的自动调节，当其完全关闭时，系统内漏量低于1mL/min，效果等同于电磁阀。该系列电子膨胀阀可用于无油系统，同时安装空间更小，噪音更低，适用于多种应用场景。
CO2四通换向阀
浙江三花智能控制股份有限公司展示的SHF-T系列CO2四通换向阀采用全不锈钢设计，最高工作压力可达14MPa，双导阀最高工作压差10MPa，可代替多个CO2电磁阀进行流路切换，提供可靠的换向。
冷剂用电动球阀
浙江三花智能控制股份有限公司展示的EBV系列制冷剂用电动球阀，可以作为电磁阀与流量调节阀进行工作，并且可以实现双向流通与双向截止。同时，该球阀在截止时内漏低，节流时精度高，全开时压损低。
智能阀
西门子（中国）有限公司展示的智能阀的控制器与阀门安装灵活，能够自动水力平衡，可通过无线局域网进行自动调试，同时可以持续监控温度、流量、阀位和输出能量，高效平衡系统压力波动，进行自动优化调节。
搏力谋自控设备（上海）有限公司展示的能量阀是可用于物联网的压力无关型阀门，能够利用集成的流量计、温度传感器数据和能量控制逻辑，提供动态实时的能耗数据及积累量，并计算出实时热交换量，同时提供不受压力波动影响的稳定水量。
风阀
妥思空调设备（苏州）有限公司展示了其变风量控制阀将动态压差变送器集成至阀片上，椭圆形阀片与进风始终保持小于90 度的夹角，在低风速时能够保持高风量测量精度。
液位开关
液位开关用于检测液位实际位置，以维护系统的安全运行，是大型制冷系统中必备的部件。
丹佛斯（上海）投资有限公司展示了雷达式电子液位开关，利用气体与液体的介电常数不同，分析反射雷达波的频谱和强度变化幅度就可以判断液位的位置。这种设计抗干扰能力强，监测的准确度和稳定性更高。
评价与展望
本次展会上展出的换热器产品依旧以高效节能为发展方向。各厂商在提高机械可靠性的基础上，不断进行强化换热设计和生产工艺的创新，包括：
产品呈现出紧凑、高效、集成的趋势；
强化换热、减少制冷剂充注量是研究的热点；
小管径和微通道换热器的技术也不断创新；
高精度的内螺纹换热管管径进一步缩小；
除了进行翅片或者换热管表面的性能强化设计，厂商对防腐和表面结霜问题愈发重视。
控制阀件部分主要体现着两点趋势：
产品趋于智能化、集成化。
各厂商推出不同的电子控制阀件，不断地提高阀件的控制精度以提高适应不同应用场景的能力，并且增强了阀件与其他元器件的关联性以及与使用者的交互性，其控制平台也趋于人性化与多功能化。
产品趋于高效化、紧凑化。
通过联动系统部件与高精度的传感器，实现对阀件的高效精准控制。部分还可采取分体安装方式，能够有效地适配不同的安装环境。
本届制冷展中有关换热器和控制阀门的发现与解读到此终章。关注本公众号，我们将陆续为大家带来更多关于2021年第32届“中国制冷展”技术总结的内容！
