2022年第33屆“中國制冷展”技術總結報告　　

　　二、技術進展　　

　　2. 制冷系統換熱器及輔助設備　　

　　2.1技術特點　　

　　實現碳達峰、碳中和對節能降碳工作提出了更高的要求，提高制冷(熱)系統的能效是其中的重要一環。作為制冷系統的主要部件，換熱器的性能對制冷系統性能的影響僅次于壓縮機，各廠商也致力于推出結構更加緊湊、冷媒充注量更小、換熱性能更好的換熱器；此外，隨著大功率芯片、5G通訊、電動汽車等行業的發展，液冷板也受到越來越多的關注。

　　

　　各種閥件在制冷系統的控制、流量調節等方面起著重要作用，本次展出的控制閥件部分主要體現著兩點趨勢：一是產品趨于精細化、特定化，二是產品更趨于智能化、集成化。各公司根據各類適用場景推出了不同系列的閥件產品，使產品更契合實際應用場景，具有更好的經濟性；電控閥件在控制精度上不斷提高，在與其他元器件的關聯性及與用戶的交互性上也有很大的突破，控制平臺趨于人性化與多功能化。

　　

　　2.2特色產品　

　　2.2.1 制冷系統換熱器特色產品　　

　　本次展會中各廠商展示了各種不同類型的換熱器，包括可以減小冷媒充注量、強化傳熱的微通道換熱器，應用于雙壓縮機系統和經濟器等不同場景的板式換熱器，用于大功率電子芯片散熱、5G基站散熱以及電動汽車電池熱管理的液冷板；減少占地面積，減少制冷劑充注量的殼管式換熱器，提高傳熱性能、防腐蝕的高效罐換熱器，提高防腐蝕性能的翅片管換熱器，提高換熱器性能的微小內徑內螺紋管、盤管以及螺旋內管等。

　　

　　（1）微通道換熱器　　

　　微通道換熱器是指通道當量直徑在10-1000μm的換熱器，其內部扁平管內有數十條細微流道，在扁平管的兩端與圓形集管相聯，集管內設置隔板，將換熱器流道分隔成數個流程。具有體積小、重量輕、結構緊湊、換熱系數高、表面溫度均勻、電化學腐蝕小等優良特性，在航空航天熱控制系統、微電子器件冷卻、空調換熱設備等領域展有廣闊的應用前景。

　　

　　杭州三花微通道換熱器有限公司展示了微通道熱水器內膽冷凝器換熱器(圖2?1)和外機橢圓管蒸發器(圖2-2)。微通道內膽冷凝器用于家用熱泵熱水器，具有接觸面積大、換熱性能好、冷媒充注量低、無需反復纏繞加工便利等特點，使用該換熱器后，熱水器平均能效水平可提升6%以上，平均加熱時間縮短4%，平均出水溫度提升4%以上；外機橢圓管蒸發器可用于家用熱泵、商用熱泵內外機、機房冷凝器/蒸發器、熱泵熱水器外機、駐車熱泵外機等場景，具有傳熱性能好、內容積小、冷媒充注量更低、可靠性高、排水速度快等特點，風阻衰減特性優于翅片管換熱器。

　　浙江富源制冷設備股份有限公司展示了一系列微通道換熱器，其中新型全鋁除濕機換熱器(圖2-3)采用前排豎管蒸發、后排橫管冷凝方式，可用于工業除濕機等領域，具有流阻低、換熱面積大、噪音小、制冷劑充注量小、重量輕、成本低等特點。

　　浙江盾安人工環境股份有限公司展示了R290微通道換熱器(圖2-4)，具有重量輕體積小、冷媒充注量少，換熱效率高、低壓降、環境友好等技術優勢。

　　

　　聊城萬合商貿有限公司展示了一系列鋁管(圖2?5)和微通道管，有不同尺寸、不同內部結構的微通道管(圖2?6、表2?1)，可用于微通道蒸發器、冷凝器、熱泵熱水器內膽換熱器。

表2?1  萬和微通道管尺寸（對應圖2-6）

　　（2）板式換熱器　　

　　板式換熱器是由一系列相互平行、具有一定波紋形狀的金薄屬片疊裝而成的一種高效換熱器。其按構造可分為可拆卸(密封墊式)、全焊式、半焊式三類，后兩者具有更高的耐溫耐壓能力，傳熱板片是其中的關鍵元件，各種板片之間形成薄矩形通道，冷熱流體在板片兩側各自的流道內流動，通過板片進行熱量交換，傳熱板片的波紋形式對傳熱及流動阻力有著很大影響。板式換熱器是液—液、液—汽進行熱交換的理想設備，具有換熱效率高、熱損失小、結構緊湊輕巧、占地面積小、應用廣泛、使用壽命長等特點。

　　

　　浙江三花板換科技有限公司展示了純鋁板式換熱器(圖2?7)，可用于多聯機過冷器、汽車電池冷卻系統、油冷機、低溫熱泵系統等情景，同等性能下重量比不銹鋼板換輕40%，材料成本可減少30%，提升整機能效超過30%。

　　浙江峰煌熱交換器有限公司展示了純雙系列釬焊板式換熱器(圖2-8)，可以將具有各自獨立制冷劑回路的兩臺壓縮機組合起來，采用了非對稱流道設計，減少冷媒流道容積并增加水側流道容積，降低水側流阻，提高了換熱性能使板片數減少了15%-30%，冷媒入口采用分配器使冷媒分配更加均勻，運行可靠穩定。

　　

　　丹佛斯(上海)投資有限公司展示了C62-CX板式換熱器(圖2?9)，可用于20kW-110kW的冷水機組，換熱器采用了非對稱式設計減小了水側壓降，采用了微板技術和點陣式板片結構強化了傳熱、減少了材料使用量和冷媒充注量，有助于提高冷水機組的效率。

　　寧波市哈雷換熱設備有限公司展示了R系列經濟器專用補氣增焓板式換熱器(圖2-10)，采用了不等截面通道設計，精確匹配用戶對冷熱流體的不同壓降和傳熱要求，減小了換熱面積、提高了換熱性能、減小了阻力；采用大通道截面比的設計，使經濟器兩側流道的質量流量比可以高達1:6，滿足經濟器的使用特點，便于經濟器的流量分配與系統工況調節，從而減少壓縮機運行功耗，使熱泵系統始終在最優工況下運行。

　　

　　（3）冷板　　

　　近年來，電力電子技術快速發展，出現了很多大功耗電子器件，熱流密度可高達500-1000W/cm2，對散熱和溫控提出了更高要求，傳統的風冷已經無法滿足高熱流密度電子設備的散熱。液冷技術是通過冷卻板與熱源接觸進行熱交換，再由流經冷板冷卻液體通過顯熱或者潛熱的形式將熱量傳遞出去，冷板內設置經過設計的流通截面和流道以強化換熱，具有高換熱系數、良好的流動性及穩定的工作能力，根據冷卻液是否發生相變可分為相變液冷板和非相變液冷板。液冷板在IGBT模塊散熱、5G 基站散熱、電動汽車動力電池熱管理的領域有著廣闊的應用前景。

　　

　　寧波市哈雷換熱設備有限公司展示了采用冷媒傳熱的芯片冷卻器(圖2?11)，采用SUS304不銹鋼材料進行釬焊，銅管直接連接，利用低溫冷媒直接冷卻芯片控制器，具有體積小、重量輕、安裝方便、冷卻效率高、冷卻性能穩定等特點，具有高傳熱系數的通道技術和高強度、高承壓能力。

　　浙江英特科技股份有限公司展示了鋁制直冷式液冷散熱器(圖2-12)，采用了換熱面強化、直冷、扁平流道、紊流等技術，減少熱阻，提升了變頻器電子功率器件的冷卻效果，具有體積小、重量輕、散熱效果好、可靠性高的優點，可以用于數據中心、基站、光伏發電、中央空調等場景。

　　

　　江蘇豐潤電器集團有限公司展示了鋁制電動車電池冷板(a)、芯片冷板(b)、5G基站冷板(c)等產品(圖2?13)。

　　蘇州瑞泰克散熱科技有限公司展示了一系列不同規格的鋁制液冷板，包括可用于新能源汽車動力電池液冷板(a)、儲能電池液冷板(b)、通訊基站均溫板(c)、服務器熱管(d)等(圖2-14)，采用沖壓釬焊式或吹脹式工藝，具有不同的耐壓等級(2MPa、0.4 MPa)。

　　

　　（4）殼管式換熱器　　

　　殼管式換熱器具有結構簡單、選材范圍廣、處理能力大、適應高溫高壓等優點，廣泛應用于中大型冷水機組。本次展會有多個廠家對中大型冷水機組進行了展示。

　　

　　珠海格力電器股份有限公司展出的永磁同步變頻螺桿式冷水機組(圖2?15)，采用模塊化機組設計，每個機組可以獨立運行，互為備用，精確匹配負荷變化。其采用多系統水路串聯控制技術，設計冷水機組單機尺寸小，同冷量機組占地面積減少50%，國標工況下機組EER突破7.0。該冷水機組冷凝器采用嵌入式油分離器，運用多級分離技術，油氣分離效率提高3%-5%。同時采用超低壓降設計，壓降可降低20%-30%。

　　南京天加環境科技有限公司展示了其生產的G-Class Z系列冷水機組(圖2?16)，其使用丹佛斯VTCA壓縮機，采用了SMARDT最新降膜蒸發器的設計，使冷水機組占地面積和重量相對減少50%。相比于滿液式蒸發器，降膜蒸發器具有傳熱性能好、制冷劑充注量少、制冷劑泄漏風險小等優點。該冷水機組采用R1233zd制冷劑，機組COP可達7.0。

　　

　　重慶通用工業(集團)有限責任公司展示了其生產的磁懸浮離心式冷水機組(圖2?17)。其機組整機無油，換熱和循環效率更高，采用變頻調節實現20%-100%冷量調節。該冷水機組具有高度一體化、控制單元全部機載、易于安裝維護等優點。

　　（5）高效罐換熱器　

　　廣東芬尼克茲節能設備有限公司展示了其低溫型空氣源熱泵熱水機組中高效罐換熱器的結構(圖2?18)。其采用水和制冷劑逆流換熱的方法，提高高效罐傳熱性能。相比于殼管式換熱器，高效罐換熱器具有結構緊湊、占地面積小、可對多股流體同時進行換熱等優點。該高效罐換熱器采用1.5mm超厚紫銅管，大幅提高抗壓、耐磨損能力以及抗凍性能。

　　浙江英特科技股份有限公司展示了其高效罐換熱器(圖2-19)。該換熱器采用鈦螺旋管制作，外殼采用PP+玻纖材料注塑成型，具有焊接點少、可靠性好、性價比高、易拆裝、易清洗、便于生產等優點，廣泛用于風冷熱泵泳池熱水機。其由于采用鈦螺旋管結構，沒有內部焊點，故不容易腐蝕，且采用逆流流動，具有換熱性能好，性價比高等優點。

　　

　　（6）翅片管換熱器　　

　　廣東芬尼克茲節能設備有限公司展示了低溫型空氣源熱泵熱水機組中防腐蝕爍金翅片換熱器(圖2?20)。其采用開窗式翅片設計，強化空氣側擾動，空氣側傳熱系數是閉窗翅片的1.2倍。其采用爍金翅片，與傳統藍色翅片相比，具有較高的防腐蝕性能。同時該爍金翅片采用親水涂層，有利于盡快排走表面液滴，縮短除霜時間。

　　（7）強化換熱管及翅片設計　　

　　在本次展覽中，金龍精密銅管集團股份有限公司展示出一系列內螺紋銅管(圖0?21)，包括光面銅盤管、光面直銅管、蚊香盤管、內螺紋盤管以及無縫翅片管。

　　

　　其內螺紋銅管具有普通齒、交叉齒、瘦高齒和M型齒等強化齒形(圖2?22)。該產品具有組織均勻致密、尺寸精度高、齒型規范完整、內腔殘留物低等特點，內表面積比同規格光面銅管增大65-100%，傳熱系數高于同規格光管1.8-2.0倍，廣泛用于空調與制冷行業。該內螺紋銅管直徑可達4mm，齒高最低可達0.1mm，能減少換熱器的體積，降低換熱器的成本。采用內螺紋管強化管內制冷劑側湍流流動，強化管內換熱。

　　浙江海亮股份有限公司展示了一系列強化管，包括光面盤管(圖2?23)、蚊香管、保溫管、紫銅制冷管、銅水管以及覆塑管。其盤管采用行業領先的連鑄連軋生產能力，生產規模覆蓋Φ4-Φ219mm的全系列生產能力的制造。在實現產品較高成材率和較高生產效率的情況下，又確保了制造工藝的先進性，提升了產品生產質量的穩定性。其紫銅管中銅含量99%以上，由于紫銅產品具有優異的延展性，容易加工成型各種形狀，所以其在制冷、水暖、機電等行業有廣泛應用。其紫銅水暖管，對飲用水有非常好的殺菌作用，使用壽命能夠長達百年，并且可以幾乎100%回收非常優異的導電性能，在電力、電爐、核電等領域有廣泛應用。

　　

　　無錫海特精密模具有限公司展示出其翅片加工模具(圖2?24)，可針對翅片模具規格繁多、片型多變的特征設計出高效率的模塊。該公司研制出26排3步進熱泵式全鋁微通道平行流翅片模具及集料裝置，滿足量產需求，為翅片管換熱器的生產和發展提供了技術支持。

　　無錫佳科科技有限公司展示出其空調翅片模具(圖2?25)，該模具適用于家用空調、中央空調以及除濕機等。該公司能夠生產不同尺寸的空調翅片模具、冰箱翅片模具、高翻邊翅片模具以及特殊用具翅片模具。其模具維修使用方便，零件互換性好，且沖壓速度可達250-400次/分，可滿足生產翅片管企業的需求。

　　東洋桑工業科技有限公司展示出其高分子低溫再生轉輪以及高分子轉輪工業除濕機(圖0?26)。該公司生產的高分子低溫再生轉輪外徑可為770mm-2500mm，高分子低溫再生轉輪可通過風量為1200m3/h-22000 m3/h，滿足工業需求。該轉輪在較寬的相對適度范圍內，對低濕度和高濕度都有很高的吸濕能力，吸濕能力是硅膠的2-3倍。其高分子轉輪工業除濕機無需電加熱，利用冷凝熱再生，節能效果達到70%以上。

　　

　　2.2.2 制冷系統閥件特色產品　　

　　閥件是控制系統流量的部件。本次展出的閥件類型眾多，包括球閥、蝶閥、熱力膨脹閥、電磁閥、電子膨脹閥及四通閥等。球閥、蝶閥、熱力膨脹閥的結構及工藝較為簡單，相關展品較為傳統。本次創新產品主要集中在電子膨脹閥和四通換向閥兩類。閥件產品趨于精細化、特定化、智能化。

　　

　　（1）自平衡閥　　

　　浙江溫嶺市恒發空調部件有限公司展示的自平衡膨脹閥加化霜閥部件(圖2?27)是由冷媒輸入壓力推動，打開滑動閥芯的自適應式變頻系統管路中冷媒輸出節流膨脹的一種全新節流方式。尺寸精度為µ m級，可適應制冷/制熱低到高全域流動調節，低溫化霜時間7-10分鐘。內部設有阻尼結構，抑制由工況微調引起的閥芯頻繁動作。設計限位結構，確定最大開啟通徑。可具有單向或雙向流動。結構簡單，焊點少，泄露風險小，防爆性能優越，簡化變頻空調匹配控制，可適應高溫、高濕和高鹽等惡劣工作環境，可修正制造和運行誤差，防止過載。

　　（2）電子膨脹閥　　

　　浙江三花智能控制股份有限公司展示的DPF-TS/S系列電子膨脹閥(圖2-28)在制冷、空調和熱泵系統中可實現制冷劑流量的自動調節，使系統運行于最佳工況，達到快速制冷或制熱，精確控溫和節能等目的。最大工作壓差可達3.5MPa，最大工作壓力可達4.9MPa。可雙向流通，適用于可逆系統。

　　

　　浙江三花智能控制股份有限公司展示的LPF系列電子膨脹閥(圖2-28)主要用于冷凍冷藏系統中。當LPF系列電子膨脹閥完全關閉時，系統內漏量低于1mL/min，效果等同于電磁閥。當LPF系列電子膨脹閥用于冷凍冷藏時，可完全替代電磁閥，節約安裝空間和成本。LPF-T系列可承受9MPa工作壓力，適用于CO2系統。

　　

　　（3）四通換向閥　　

　　浙江三花智能控制股份有限公司展示的旋轉四通閥(圖2?29)廣泛應用于大型熱泵型制冷系統。其結構為“等徑流道設計”，壓損較同類型旋轉閥降低40%。具有防卡死設計，剛性主體采用大間隙，結合軟密封設計，有效解決閥芯動作卡死問題。該閥直接由電機驅動，無需建立壓差，系統控制可實現多樣化。

　　（4）智能閥　　

　　搏力謀自控設備(上海)有限公司展示的能量閥(圖2?30)由一個等百分比控制球閥、一個流量計、一對溫度傳感器及一臺智能執行器組成，是一種多功能的壓力無關型控制閥。利用集成的流量計、供/回水溫度傳感器測量盤管的各項數據后通過內置的能量控制邏輯，實時監測盤管運行數據，提供動態實時的能耗數據和積累量，管理盤管實時熱交換量。通過Delta T管理優化盤管性能，降低運行成本，消除小溫差現象。能量控制模式下，用戶可將功率輸出設置為一個線性相應的特定值使得盤管和閥門特性不在與此相關。盤管控制不受壓力和溫度影響。能量閥可通過連接搏力謀云監測優化冷、熱量的供應，使系統達到性能能耗比最優，并提供全面的能耗數據分析報告。具有實時性、可視化、云連接、高效能等特點。

　　

　　（5）變頻器　　

　　深圳市匯川技術股份有限公司展示的CA200系列變頻器(圖2?31)專用于驅動渦旋和轉子壓縮機，散熱方式有風冷和冷媒。采用板式結構設計，體積小，節省空間，安裝、操作、維護方便。運用薄膜電容方案匹配成熟的壓縮機庫，縮短客戶調試時間。全系列標配輸入濾波器，提高抗干擾能力。采用宏參數，將典型應用一鍵實現。還展示了MD100風機水泵專用板式變頻器(圖2?32)，運用超低噪聲設計、同步機效率IE5設計，接口功能齊全，集成度高，支持PLC編程和LCD顯示，適合水泵各專用功能。EMC標配過C2標準設計。

　　2.3評價與展望　　

　　在本次展會中，各大廠商在強化傳熱和提升換熱器緊湊型方面不斷創新，展出了許多新型強化換熱設計與新型加工工藝。結構緊湊、強化換熱、減少制冷劑充注量仍是研究換熱器的熱點。企業也更加關注小內徑銅管、內螺紋銅管以及微通道換熱器。強化換熱器換熱能力、降低流動阻力、提高換熱器防腐蝕和防結垢能力也是企業研發的重點。

　　

　　控制閥件部分主要體現著兩點趨勢。一是產品趨于精細化、特定化。各公司根據各類適用場景推出了不同系列的閥件產品，使產品更契合實際應用場景，具有更好的經濟性。二是產品更趨于智能化、集成化。各公司推出的電控閥件在控制精度上不斷提高，在與其他的元器件的關聯性及與用戶的交互性上有很大的突破，控制平臺趨于人性化與多功能化。　　

　　（本節作者：華南理工大學 劉金平教授、碩士生王澤嵩、譚慶澎、鄭曉騰）