前言：社会经济的飞速发展，提升了能源的损耗以及空气污染的程度，国家对于节能环保的问题越加重视，为了更好地顺应绿色经济的发展，高耗能行业对高耗能的设备都进行了节能改进处理，因此将微热通道换热器应用到制冷空调系统中也是为了更好地响应政府节能减排的要求，促进我国绿色经济的稳定发展。
1.制冷空调系统中微通道换热器的应用概述以及优势
制冷空调系统是耗能较高的行业之一，而我国则是空调制造最大的输出国，由于我国南北方的季节特点可以得出，我国南方地区就是作为空调系统的行业支柱。家用空调系统主要是由四个部件组成的，部件之一的冷凝器对于空调整体性能比起到非常重要的影响。微热通道换热器具有体积较小、结构较为紧凑、承重力较强、耗能较低的特点，相较于传统的常规换热器具有更多的应用优势。除此之外，微通道换热器的制作材料已经由铜金属制作转变为铝金属制作，相较于铜金属的进价不断的上涨，铝金属的进价成本相对较低且铝金属的重量要轻于其他金属材料。铝金属具有不易被氧化以及较强的耐腐蚀性的特点，使用铝金属制作成的换热器的耐腐蚀的性能也会更强[1]。
2.制冷空调系统中微通道换热器的应用研究
2.1微通道换热器中流动换热特性
微通道换热器的水力半径一旦超过191μm时，计算的宏观理论公式就会不再适用于微通道的计算了，这就需要对微通道换热器的流动传热性能进行进一步的研究以及分析了。相较于传统的常规换热器，微通道换热器的换热特性较为不同。想要更好地为工程实际提供有效的参考，就需要对微通道换热器进行较为全面以及透彻的分析。微通道交换器中的流体主要分为泡状流体、弹状流体、搅拌流体以及环状流体四种流型，且四种流型与换热器的换热系数之间存在互相影响的关系。微通道中的热现象存在着一种尺寸效应，这种现象主要体现在热流密度较大、热惯性较小两个方面，其中热惯性主要与通道的尺寸的三次方形成一种正比关系，通道内流体的热惯性会随着通道尺寸的缩小出现明显降低。微通道中的水流半径会对流体流动情况的数值产生较大的影响，水流的半径越大数值越大，流态的过渡区越大，反之亦然。如果数值始终处于一种持续变小的趋势就会导致通道中的流体呈现出一种湍流形态。在计算微通道中流动热系数时，可以借助于宏观理论的关联式对尚未完善的计算公式进行修正，可以借鉴层流的流动以及换热的理念，并将当量黏度作为物理量进行参考[2]。
2.2微通道换热器的优化设计
微通道换热器的结构优化主要是针对扁管、集管以及翅片的换热性能进行升级改造的。能够对扁管结构的换热性能产生影响的就是制造扁管的原材料、扁管的形状以及扁管的间距结构等等，对翅片结构的换热性能产生影响的同样也有制作翅片的原材料、翅片的高度、厚度以及宽度，翅片结构间距的距离以及百叶窗的开窗参数都会对翅片的换热性能产生不小的影响。与之相关的研究发明已经有很多都申请了专利，为之后的工程应用都提供了较为有利的参考价值。微通道换热器中的制冷流量分配的均衡问题会对系统的整体性能产生非常严重的影响，在微通道换热器作为蒸发器使用时尤为明显，扁管结构中干蒸或是供液过多的现象都极为的常见。根据调查研究表明，使用新型的氟利昂制冷剂时，可以有效地减少制冷剂流量分配不均的问题。交叉流换热器如果遇到制冷剂流量分配不均的问题时就会导致换热器的整体性能下降至整体性能的四分之三左右。根据实验的结果表明，通过对微通道交换器中的气冷器的规格尺寸以及主要结构进行改变，对气冷器中的气流分布的内流量进行记录，数据显示集管以及扁管的组合深度以及长度都会对制冷剂的流量分配产生影响。
2.3制冷空调系统中微通道换热器的性能研究
由于铜金属的价格不断的上涨，导致制冷空调的进价上调致使利润降低。所以需要尽快地找出可以替代制冷空调系统中的铜金属的材料，铝制金属相较于铜价格要便宜许多，铝制品的抗腐蚀性较强，可以进行循环利用，是铜金属的非常完美的替代材料，可以有效地降低微通道交换器的制作成本，不仅性价比较高同时还可以有效地实现保护环境的美好意义。可以将微通道换热器应用到家用的热泵系统之中，替代传统的圆管翅片换热器，对换热器的整体重量进行有效地降低。将微通道换热器替换掉传统的常规换热器可以在换热量保持一致的情况下，将冷凝器的面积以及质量进行有效的缩减。这都是因为微通道换热器具有结构紧凑以及面积小的特点，同时还具有注入冷剂量少的优点。微通道冷凝器与管翅式冷凝器进行制冷时，单位体积的热流密度越高冷凝器的冷气注入量就越少，同时微通道冷凝器的制冷量以及效能比都要高于管翅式冷凝器。例如将空调系统放置在同等制冷情况下，室外采用微通道换热器，室内采用管翅换热器时微通道换热器会出现较为明显的制冷剂注入减少，但制冷量以及制冷效能明显上升的情况。
2.4微通道换热器结霜以及冷凝器排除
微通道换热器在作用成为蒸发器或者是热泵时，就会因为换热面积骤然变小，引起蒸发器压力过低的现象发生，蒸发器因为表面的整体温度小于空气中的温度，最终导致微通道换热器表面发生结霜现象。这种现象就需要经常对交换器表面进行除霜处理，对换热器的换热效果产生较为严重的影响。通过将微通道换热器与传统换热器的除霜时间进行比对，可以发现传统换热器的除霜时间是微通道换热器除霜时间的一倍多，等两个交换系统运行同样一段时间之后，重新对比两个交换器的除霜时间会发现传统交换器的除霜时间已经是微通道换热器除霜时间的近两倍了。即使对充注量以及毛细管规格进行调整仍旧无法避免换热器表面结霜的问题，换热器表面结霜的问题直接影响了微通道换热器在空调系统中的作为蒸发器的应用发展。微通道交换器利用平行流动的扁管结构，将凝结水与换热器之间的接触面积进行有效的放大，这样就会导致换热器中的凝结水不易排出。实验研究显示，垂直放置的传统换热器比微通道换热器排出凝结水的排出时间要短得多，微通道换热器排出凝结水的时间是常规换热器的十倍左右，但将平行扁管结构调整至与换热器之间形成夹角，让凝结水受到重力的作用排出。
结论：综上所述，有效地加强对微通道换热器技术的分析，就可以在制冷空调系统中发挥更加显著的应用效果。经由上文分析可得，通过换热器的流体热性；换热器结构的优化设计；换热器性能研究；冷凝器排除，这四个方面对微通道换热器的应用进行研究。以此有效地提升空调系统的能效比。
参考文献：
[1]李海军,时帅领,禹佩利.电动客车热泵系统微通道换热器制热性能研究[J].中原工学院学报,2019,(04):64-67+74.
[2]张旭，王太晟，马逸平.微通道换热器CO_2汽车空调系统性能仿真研究[J].山东建筑大学学报，2019,(03):42-49.
作者简介：孟德剑（1990年2月－），男，蒙古族，辽宁省大连市人，本科学历，助理工程师，研究方向：微通道技术。
