2022年第33届“中国制冷展”技术总结报告（三）

2022年第33届“中国制冷展”技术总结报告　　

　　二、技术进展　　

　　2. 制冷系统换热器及辅助设备　　

　　2.1技术特点　　

　　实现碳达峰、碳中和对节能降碳工作提出了更高的要求，提高制冷(热)系统的能效是其中的重要一环。作为制冷系统的主要部件，换热器的性能对制冷系统性能的影响仅次于压缩机，各厂商也致力于推出结构更加紧凑、冷媒充注量更小、换热性能更好的换热器；此外，随着大功率芯片、5G通讯、电动汽车等行业的发展，液冷板也受到越来越多的关注。

　　

　　各种阀件在制冷系统的控制、流量调节等方面起着重要作用，本次展出的控制阀件部分主要体现着两点趋势：一是产品趋于精细化、特定化，二是产品更趋于智能化、集成化。各公司根据各类适用场景推出了不同系列的阀件产品，使产品更契合实际应用场景，具有更好的经济性；电控阀件在控制精度上不断提高，在与其他元器件的关联性及与用户的交互性上也有很大的突破，控制平台趋于人性化与多功能化。

　　

　　2.2特色产品　

　　2.2.1 制冷系统换热器特色产品　　

　　本次展会中各厂商展示了各种不同类型的换热器，包括可以减小冷媒充注量、强化传热的微通道换热器，应用于双压缩机系统和经济器等不同场景的板式换热器，用于大功率电子芯片散热、5G基站散热以及电动汽车电池热管理的液冷板；减少占地面积，减少制冷剂充注量的壳管式换热器，提高传热性能、防腐蚀的高效罐换热器，提高防腐蚀性能的翅片管换热器，提高换热器性能的微小内径内螺纹管、盘管以及螺旋内管等。

　　

　　（1）微通道换热器　　

　　微通道换热器是指通道当量直径在10-1000μm的换热器，其内部扁平管内有数十条细微流道，在扁平管的两端与圆形集管相联，集管内设置隔板，将换热器流道分隔成数个流程。具有体积小、重量轻、结构紧凑、换热系数高、表面温度均匀、电化学腐蚀小等优良特性，在航空航天热控制系统、微电子器件冷却、空调换热设备等领域展有广阔的应用前景。

　　

　　杭州三花微通道换热器有限公司展示了微通道热水器内胆冷凝器换热器(图2‑1)和外机椭圆管蒸发器(图2-2)。微通道内胆冷凝器用于家用热泵热水器，具有接触面积大、换热性能好、冷媒充注量低、无需反复缠绕加工便利等特点，使用该换热器后，热水器平均能效水平可提升6%以上，平均加热时间缩短4%，平均出水温度提升4%以上；外机椭圆管蒸发器可用于家用热泵、商用热泵内外机、机房冷凝器/蒸发器、热泵热水器外机、驻车热泵外机等场景，具有传热性能好、内容积小、冷媒充注量更低、可靠性高、排水速度快等特点，风阻衰减特性优于翅片管换热器。

　　浙江富源制冷设备股份有限公司展示了一系列微通道换热器，其中新型全铝除湿机换热器(图2-3)采用前排竖管蒸发、后排横管冷凝方式，可用于工业除湿机等领域，具有流阻低、换热面积大、噪音小、制冷剂充注量小、重量轻、成本低等特点。

　　浙江盾安人工环境股份有限公司展示了R290微通道换热器(图2-4)，具有重量轻体积小、冷媒充注量少，换热效率高、低压降、环境友好等技术优势。

　　

　　聊城万合商贸有限公司展示了一系列铝管(图2‑5)和微通道管，有不同尺寸、不同内部结构的微通道管(图2‑6、表2‑1)，可用于微通道蒸发器、冷凝器、热泵热水器内胆换热器。

表2‑1  万和微通道管尺寸（对应图2-6）

　　（2）板式换热器　　

　　板式换热器是由一系列相互平行、具有一定波纹形状的金薄属片叠装而成的一种高效换热器。其按构造可分为可拆卸(密封垫式)、全焊式、半焊式三类，后两者具有更高的耐温耐压能力，传热板片是其中的关键元件，各种板片之间形成薄矩形通道，冷热流体在板片两侧各自的流道内流动，通过板片进行热量交换，传热板片的波纹形式对传热及流动阻力有着很大影响。板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备，具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。

　　

　　浙江三花板换科技有限公司展示了纯铝板式换热器(图2‑7)，可用于多联机过冷器、汽车电池冷却系统、油冷机、低温热泵系统等情景，同等性能下重量比不锈钢板换轻40%，材料成本可减少30%，提升整机能效超过30%。

　　浙江峰煌热交换器有限公司展示了纯双系列钎焊板式换热器(图2-8)，可以将具有各自独立制冷剂回路的两台压缩机组合起来，采用了非对称流道设计，减少冷媒流道容积并增加水侧流道容积，降低水侧流阻，提高了换热性能使板片数减少了15%-30%，冷媒入口采用分配器使冷媒分配更加均匀，运行可靠稳定。

　　

　　丹佛斯(上海)投资有限公司展示了C62-CX板式换热器(图2‑9)，可用于20kW-110kW的冷水机组，换热器采用了非对称式设计减小了水侧压降，采用了微板技术和点阵式板片结构强化了传热、减少了材料使用量和冷媒充注量，有助于提高冷水机组的效率。

　　宁波市哈雷换热设备有限公司展示了R系列经济器专用补气增焓板式换热器(图2-10)，采用了不等截面通道设计，精确匹配用户对冷热流体的不同压降和传热要求，减小了换热面积、提高了换热性能、减小了阻力；采用大通道截面比的设计，使经济器两侧流道的质量流量比可以高达1:6，满足经济器的使用特点，便于经济器的流量分配与系统工况调节，从而减少压缩机运行功耗，使热泵系统始终在最优工况下运行。

　　

　　（3）冷板　　

　　近年来，电力电子技术快速发展，出现了很多大功耗电子器件，热流密度可高达500-1000W/cm2，对散热和温控提出了更高要求，传统的风冷已经无法满足高热流密度电子设备的散热。液冷技术是通过冷却板与热源接触进行热交换，再由流经冷板冷却液体通过显热或者潜热的形式将热量传递出去，冷板内设置经过设计的流通截面和流道以强化换热，具有高换热系数、良好的流动性及稳定的工作能力，根据冷却液是否发生相变可分为相变液冷板和非相变液冷板。液冷板在IGBT模块散热、5G 基站散热、电动汽车动力电池热管理的领域有着广阔的应用前景。

　　

　　宁波市哈雷换热设备有限公司展示了采用冷媒传热的芯片冷却器(图2‑11)，采用SUS304不锈钢材料进行钎焊，铜管直接连接，利用低温冷媒直接冷却芯片控制器，具有体积小、重量轻、安装方便、冷却效率高、冷却性能稳定等特点，具有高传热系数的通道技术和高强度、高承压能力。

　　浙江英特科技股份有限公司展示了铝制直冷式液冷散热器(图2-12)，采用了换热面强化、直冷、扁平流道、紊流等技术，减少热阻，提升了变频器电子功率器件的冷却效果，具有体积小、重量轻、散热效果好、可靠性高的优点，可以用于数据中心、基站、光伏发电、中央空调等场景。

　　

　　江苏丰润电器集团有限公司展示了铝制电动车电池冷板(a)、芯片冷板(b)、5G基站冷板(c)等产品(图2‑13)。

　　苏州瑞泰克散热科技有限公司展示了一系列不同规格的铝制液冷板，包括可用于新能源汽车动力电池液冷板(a)、储能电池液冷板(b)、通讯基站均温板(c)、服务器热管(d)等(图2-14)，采用冲压钎焊式或吹胀式工艺，具有不同的耐压等级(2MPa、0.4 MPa)。

　　

　　（4）壳管式换热器　　

　　壳管式换热器具有结构简单、选材范围广、处理能力大、适应高温高压等优点，广泛应用于中大型冷水机组。本次展会有多个厂家对中大型冷水机组进行了展示。

　　

　　珠海格力电器股份有限公司展出的永磁同步变频螺杆式冷水机组(图2‑15)，采用模块化机组设计，每个机组可以独立运行，互为备用，精确匹配负荷变化。其采用多系统水路串联控制技术，设计冷水机组单机尺寸小，同冷量机组占地面积减少50%，国标工况下机组EER突破7.0。该冷水机组冷凝器采用嵌入式油分离器，运用多级分离技术，油气分离效率提高3%-5%。同时采用超低压降设计，压降可降低20%-30%。

　　南京天加环境科技有限公司展示了其生产的G-Class Z系列冷水机组(图2‑16)，其使用丹佛斯VTCA压缩机，采用了SMARDT最新降膜蒸发器的设计，使冷水机组占地面积和重量相对减少50%。相比于满液式蒸发器，降膜蒸发器具有传热性能好、制冷剂充注量少、制冷剂泄漏风险小等优点。该冷水机组采用R1233zd制冷剂，机组COP可达7.0。

　　

　　重庆通用工业(集团)有限责任公司展示了其生产的磁悬浮离心式冷水机组(图2‑17)。其机组整机无油，换热和循环效率更高，采用变频调节实现20%-100%冷量调节。该冷水机组具有高度一体化、控制单元全部机载、易于安装维护等优点。

　　（5）高效罐换热器　

　　广东芬尼克兹节能设备有限公司展示了其低温型空气源热泵热水机组中高效罐换热器的结构(图2‑18)。其采用水和制冷剂逆流换热的方法，提高高效罐传热性能。相比于壳管式换热器，高效罐换热器具有结构紧凑、占地面积小、可对多股流体同时进行换热等优点。该高效罐换热器采用1.5mm超厚紫铜管，大幅提高抗压、耐磨损能力以及抗冻性能。

　　浙江英特科技股份有限公司展示了其高效罐换热器(图2-19)。该换热器采用钛螺旋管制作，外壳采用PP+玻纤材料注塑成型，具有焊接点少、可靠性好、性价比高、易拆装、易清洗、便于生产等优点，广泛用于风冷热泵泳池热水机。其由于采用钛螺旋管结构，没有内部焊点，故不容易腐蚀，且采用逆流流动，具有换热性能好，性价比高等优点。

　　

　　（6）翅片管换热器　　

　　广东芬尼克兹节能设备有限公司展示了低温型空气源热泵热水机组中防腐蚀烁金翅片换热器(图2‑20)。其采用开窗式翅片设计，强化空气侧扰动，空气侧传热系数是闭窗翅片的1.2倍。其采用烁金翅片，与传统蓝色翅片相比，具有较高的防腐蚀性能。同时该烁金翅片采用亲水涂层，有利于尽快排走表面液滴，缩短除霜时间。

　　（7）强化换热管及翅片设计　　

　　在本次展览中，金龙精密铜管集团股份有限公司展示出一系列内螺纹铜管(图0‑21)，包括光面铜盘管、光面直铜管、蚊香盘管、内螺纹盘管以及无缝翅片管。

　　

　　其内螺纹铜管具有普通齿、交叉齿、瘦高齿和M型齿等强化齿形(图2‑22)。该产品具有组织均匀致密、尺寸精度高、齿型规范完整、内腔残留物低等特点，内表面积比同规格光面铜管增大65-100%，传热系数高于同规格光管1.8-2.0倍，广泛用于空调与制冷行业。该内螺纹铜管直径可达4mm，齿高最低可达0.1mm，能减少换热器的体积，降低换热器的成本。采用内螺纹管强化管内制冷剂侧湍流流动，强化管内换热。

　　浙江海亮股份有限公司展示了一系列强化管，包括光面盘管(图2‑23)、蚊香管、保温管、紫铜制冷管、铜水管以及覆塑管。其盘管采用行业领先的连铸连轧生产能力，生产规模覆盖Φ4-Φ219mm的全系列生产能力的制造。在实现产品较高成材率和较高生产效率的情况下，又确保了制造工艺的先进性，提升了产品生产质量的稳定性。其紫铜管中铜含量99%以上，由于紫铜产品具有优异的延展性，容易加工成型各种形状，所以其在制冷、水暖、机电等行业有广泛应用。其紫铜水暖管，对饮用水有非常好的杀菌作用，使用寿命能够长达百年，并且可以几乎100%回收非常优异的导电性能，在电力、电炉、核电等领域有广泛应用。

　　

　　无锡海特精密模具有限公司展示出其翅片加工模具(图2‑24)，可针对翅片模具规格繁多、片型多变的特征设计出高效率的模块。该公司研制出26排3步进热泵式全铝微通道平行流翅片模具及集料装置，满足量产需求，为翅片管换热器的生产和发展提供了技术支持。

　　无锡佳科科技有限公司展示出其空调翅片模具(图2‑25)，该模具适用于家用空调、中央空调以及除湿机等。该公司能够生产不同尺寸的空调翅片模具、冰箱翅片模具、高翻边翅片模具以及特殊用具翅片模具。其模具维修使用方便，零件互换性好，且冲压速度可达250-400次/分，可满足生产翅片管企业的需求。

　　东洋桑工业科技有限公司展示出其高分子低温再生转轮以及高分子转轮工业除湿机(图0‑26)。该公司生产的高分子低温再生转轮外径可为770mm-2500mm，高分子低温再生转轮可通过风量为1200m3/h-22000 m3/h，满足工业需求。该转轮在较宽的相对适度范围内，对低湿度和高湿度都有很高的吸湿能力，吸湿能力是硅胶的2-3倍。其高分子转轮工业除湿机无需电加热，利用冷凝热再生，节能效果达到70%以上。

　　

　　2.2.2 制冷系统阀件特色产品　　

　　阀件是控制系统流量的部件。本次展出的阀件类型众多，包括球阀、蝶阀、热力膨胀阀、电磁阀、电子膨胀阀及四通阀等。球阀、蝶阀、热力膨胀阀的结构及工艺较为简单，相关展品较为传统。本次创新产品主要集中在电子膨胀阀和四通换向阀两类。阀件产品趋于精细化、特定化、智能化。

　　

　　（1）自平衡阀　　

　　浙江温岭市恒发空调部件有限公司展示的自平衡膨胀阀加化霜阀部件(图2‑27)是由冷媒输入压力推动，打开滑动阀芯的自适应式变频系统管路中冷媒输出节流膨胀的一种全新节流方式。尺寸精度为µ m级，可适应制冷/制热低到高全域流动调节，低温化霜时间7-10分钟。内部设有阻尼结构，抑制由工况微调引起的阀芯频繁动作。设计限位结构，确定最大开启通径。可具有单向或双向流动。结构简单，焊点少，泄露风险小，防爆性能优越，简化变频空调匹配控制，可适应高温、高湿和高盐等恶劣工作环境，可修正制造和运行误差，防止过载。

　　（2）电子膨胀阀　　

　　浙江三花智能控制股份有限公司展示的DPF-TS/S系列电子膨胀阀(图2-28)在制冷、空调和热泵系统中可实现制冷剂流量的自动调节，使系统运行于最佳工况，达到快速制冷或制热，精确控温和节能等目的。最大工作压差可达3.5MPa，最大工作压力可达4.9MPa。可双向流通，适用于可逆系统。

　　

　　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(图2-28)主要用于冷冻冷藏系统中。当LPF系列电子膨胀阀完全关闭时，系统内漏量低于1mL/min，效果等同于电磁阀。当LPF系列电子膨胀阀用于冷冻冷藏时，可完全替代电磁阀，节约安装空间和成本。LPF-T系列可承受9MPa工作压力，适用于CO2系统。

　　

　　（3）四通换向阀　　

　　浙江三花智能控制股份有限公司展示的旋转四通阀(图2‑29)广泛应用于大型热泵型制冷系统。其结构为“等径流道设计”，压损较同类型旋转阀降低40%。具有防卡死设计，刚性主体采用大间隙，结合软密封设计，有效解决阀芯动作卡死问题。该阀直接由电机驱动，无需建立压差，系统控制可实现多样化。

　　（4）智能阀　　

　　搏力谋自控设备(上海)有限公司展示的能量阀(图2‑30)由一个等百分比控制球阀、一个流量计、一对温度传感器及一台智能执行器组成，是一种多功能的压力无关型控制阀。利用集成的流量计、供/回水温度传感器测量盘管的各项数据后通过内置的能量控制逻辑，实时监测盘管运行数据，提供动态实时的能耗数据和积累量，管理盘管实时热交换量。通过Delta T管理优化盘管性能，降低运行成本，消除小温差现象。能量控制模式下，用户可将功率输出设置为一个线性相应的特定值使得盘管和阀门特性不在与此相关。盘管控制不受压力和温度影响。能量阀可通过连接搏力谋云监测优化冷、热量的供应，使系统达到性能能耗比最优，并提供全面的能耗数据分析报告。具有实时性、可视化、云连接、高效能等特点。

　　

　　（5）变频器　　

　　深圳市汇川技术股份有限公司展示的CA200系列变频器(图2‑31)专用于驱动涡旋和转子压缩机，散热方式有风冷和冷媒。采用板式结构设计，体积小，节省空间，安装、操作、维护方便。运用薄膜电容方案匹配成熟的压缩机库，缩短客户调试时间。全系列标配输入滤波器，提高抗干扰能力。采用宏参数，将典型应用一键实现。还展示了MD100风机水泵专用板式变频器(图2‑32)，运用超低噪声设计、同步机效率IE5设计，接口功能齐全，集成度高，支持PLC编程和LCD显示，适合水泵各专用功能。EMC标配过C2标准设计。

　　2.3评价与展望　　

　　在本次展会中，各大厂商在强化传热和提升换热器紧凑型方面不断创新，展出了许多新型强化换热设计与新型加工工艺。结构紧凑、强化换热、减少制冷剂充注量仍是研究换热器的热点。企业也更加关注小内径铜管、内螺纹铜管以及微通道换热器。强化换热器换热能力、降低流动阻力、提高换热器防腐蚀和防结垢能力也是企业研发的重点。

　　

　　控制阀件部分主要体现着两点趋势。一是产品趋于精细化、特定化。各公司根据各类适用场景推出了不同系列的阀件产品，使产品更契合实际应用场景，具有更好的经济性。二是产品更趋于智能化、集成化。各公司推出的电控阀件在控制精度上不断提高，在与其他的元器件的关联性及与用户的交互性上有很大的突破，控制平台趋于人性化与多功能化。　　

　　（本节作者：华南理工大学 刘金平教授、硕士生王泽嵩、谭庆澎、郑晓腾）