換熱器作為製冷系統的「輔助設備」，難道就不重要了嗎？其實換熱器是製冷系統中除壓縮機外對系統性能影響最顯著的設備。在製冷系統中，隨著直流同步高速電機以及高效壓縮機的應用，換熱設備的性能特別是大型冷水機組蒸發器、冷凝器的性能對冷水機組的尺寸、性能影響越來越顯著。對換熱設備高效、緊湊的要求越來越高。
同時，製冷系統效率的提升也離不開控制閥件的性能改進，控制閥件向著更加精準、穩定、智能和關聯化的方向發展。
下面就讓我們一起回顧2021中國製冷展，為您娓娓道來在展會中對換熱器和控制閥門的全新發現。
製冷劑與水側的換熱過程廣泛存在於冷水機組、熱泵等設備中。將換熱器分為製冷劑與水換熱的換熱設備、製冷劑與空氣換熱的換熱設備、水與空氣換熱或傳質的換熱設備以及其他類換熱設備。
今年，各廠商所展示的換熱器在換熱性能、結構質量、製造工藝、緊湊性和穩定性方面進行了優化提升，包括：
金屬板片的幾何結構及其形成的流道形狀是影響板式換熱器換熱效率的主要因素，各廠商也展示了其不同的板式換熱器的設計方案。
丹佛斯（上海）投資有限公司展示的MPHE 系列微板換熱器採用點陣式設計，在板片上形成非對稱的Z字形製冷劑迴路，增大了換熱面積，同時使氣態和液態製冷劑充分混合，提高了換熱效率。
殼管式換熱器廣泛應用於中大型冷熱水機組、模塊機等。由於其體積與製冷劑充注量相對大，結構較為複雜，因此對殼管式換熱器的傳熱性能與機械結構進行優化就尤為重要。本次展會中有多個廠家展示了新型殼管換熱器的設計。
杭州沈氏節能科技股份有限公司展出了一種新型自油吸殼管式換熱器。為了避免氣態製冷劑帶動油滴進入下級管道，該換熱器末端增設了一個夾層，這個設計能夠有效地解決殼側回油困難的問題，降低回油導致的換熱效率下降及避免對其他元器件的影響。
本屆展會上展示的多家廠商的冷水機組中的殼管換熱器多採用混合式降膜蒸發技術。製冷劑在殼側以降膜形式進行蒸發傳熱，底部少部分管束則採用滿液式蒸發形式，能有效地減少製冷劑的充注量，同時減少因工況變動導致的液位波動對換熱器性能的影響。並且油會積存在滿液區，有利於回油。
江蘇遠卓設備製造有限公司展示了其生產的同軸套管換熱器。為了減小管內液膜的厚度以增強換熱，該換熱器使用螺旋槽紋管，此結構能使加強管內湍流強度，使傳熱係數增大
浙江英特科技股份有限公司則展示了其同軸套管式換熱器的多頭螺旋內管結構，鋼管與銅管的間隙被均勻分隔，有利於提高蒸發工況的回油效果。同時，此結構能增大管內側與管外側的流動湍流度，增加了流體與管外壁的接觸面積，有效地減薄邊界層的厚度，從而進一步提升換熱能力。
無錫市同力空調設備有限公司展示了其高效罐式換熱器，其採用高效翅片管緊湊盤繞製成，能在高效罐冷凝換熱過程中增加湍流度，破壞液膜的表面張力，使液膜變薄，提高換熱效率。同時，形成環形通道與微孔，提供汽化核心點，提高蒸發傳熱係數，並可促進液體對流並有效避免結垢的產生。
廣州東奧電氣有限公司展示的防腐翅片換熱器，採用了高效納米塗層，使翅片表面具有較強抗腐蝕與抗摩擦能力。該工藝能進一步提高換熱器在惡劣工況中的性能，延長使用壽命。同時，塗層的高親水特性有利於儘快排走表面液滴，減緩結霜過程。
金龍精密銅管集團股份有限公司展出了一系列高效強化管，其包括扎絲管、麻面管、中高翅片管、幹蒸波紋管和波紋管等， 其管直徑在8~26mm間。
上海日光銅業有限公司展示了特高導熱二重管，其二重管熱交換器的內管使用了特殊化的翅片結構，其翅片呈環形鋸齒狀，能夠有效的破壞液膜邊界層，減少熱阻。管內則有連續加工的肋齒，能夠強化管內紊流。
杭州三花微通道換熱器有限公司展示的雙系統微通道換熱器，將兩個系統的換熱器結合，換熱管相間嵌合，形成一套換熱翅片結構。該設計可節約換熱面積及翅片材料用量。在實現高度緊湊結構的同時，可減少冷媒的充注量。
浙江新金宸機械有限公司展示的雙排高能效微通道換熱器增加了翅片換熱面積，並在製冷劑扁管內部增加凸齒結構，該設計在增大換熱面積的同時，能夠進一步減少製冷劑充注量，提升換熱效率。
常州恆創熱管理有限公司展示的相變均溫板分為菱形擾流式均溫板、圓點擾流式均溫板和差異化流路均溫板。該設計成本低、可靠性高、體積小，並且具有很高的散熱性能。此均溫板可以用於5G通訊模塊的散熱、智慧屏電視機晶片散熱以及空調變頻器散熱。
冷卻塔的布水效果是影響其換熱效率的主要因素，布水越均勻就越有利於水膜的鋪展，從而增大水膜與空氣的接觸面積，增大傳熱傳質換熱性能。
廣東新菱空調科技有限公司展示的自重式布水噴頭通過添加旋流部件，結合其開發的增壓噴淋技術，能夠在 30%~110%冷卻水量下，依舊實現均勻布水。
益冷和眾科技（北京）有限公司展示的間接蒸發冷水機在傳統冷水機組的進風口處增設空氣冷卻器。進風在與塔內噴淋水接觸前通過空氣冷卻器預冷，使得冷水出口溫度進一步降低，可獲得低於溼球溫度的冷水。
水在重力作用下由溼簾上部往下流時，水膜因波紋狀結構和纖維材料的高吸水性進行大面積鋪展，由於水膜對應溫度的飽和壓力高於溼空氣中的水蒸汽分壓力，水蒸發吸收空氣的熱量使空氣降溫。
澳藍（福建）實業有限公司展示的溼簾利用長纖維原漿紙製成，不含玻璃纖維，具有V0級別的阻燃性，蒸發效率在85%以上，在高溫環境下有較高的穩定性和耐腐蝕性。
凱絡文換熱器(中國)有限公司展示的加溼式空冷器，在空氣進口端加設溼簾，空氣在通過溼簾後幹球溫度下降，增大與翅片管的換熱溫差。但增大了空氣流動阻力和驅動空氣流動的風機能耗。
德默菲換熱器（平湖）有限公司同樣在乾式冷卻器進風段加裝溼簾。為了應對環境溫度高的運行工況，乾式條件下無法達到冷凝的設定溫度，冷卻器啟用預冷系統，絕熱預冷板被加溼，空氣進入熱交換器前，其溫度可以降低10℃以上，使冷卻器達到更高的換熱性能。
電子膨脹閥是製冷空調系統中與變轉速壓縮機協調控制製冷劑流量，可使製冷空調系統始終保持在最佳的工況下運行，達到快速製冷（熱）、溫度精確控制、節能省電的目的。
展 會上展示的閥件類型眾多，主要包括：電子膨脹閥、四通閥、球閥、智能閥和風閥，閥件產品趨於特定化、精細化和智能化，對製冷系統性的提升更為明顯。
丹佛斯（上海）投資有限公司展示的ETS 5M電子膨脹閥採用了兩級電機，可實現流量的精準調節，結合過熱度控制器、壓力和溫度傳感器，可精準控制噴入蒸發器的液體。並且閥門可充分保持氣壓的平衡，在雙流向提供雙向流功能和電磁型密封關閉功能。
浙江三花智能控制股份有限公司展示的LPF系列電子膨脹閥主要用於冷凍冷藏系統，該閥件能實現製冷劑流量的自動調節，當其完全關閉時，系統內漏量低於1mL/min，效果等同於電磁閥。該系列電子膨脹閥可用於無油系統，同時安裝空間更小，噪音更低，適用於多種應用場景。
浙江三花智能控制股份有限公司展示的SHF-T系列CO2四通換向閥採用全不鏽鋼設計，最高工作壓力可達14MPa，雙導閥最高工作壓差10MPa，可代替多個CO2電磁閥進行流路切換，提供可靠的換向。
浙江三花智能控制股份有限公司展示的EBV系列製冷劑用電動球閥，可以作為電磁閥與流量調節閥進行工作，並且可以實現雙向流通與雙向截止。同時，該球閥在截止時內漏低，節流時精度高，全開時壓損低。
西門子（中國）有限公司展示的智能閥的控制器與閥門安裝靈活，能夠自動水力平衡，可通過無線區域網進行自動調試，同時可以持續監控溫度、流量、閥位和輸出能量，高效平衡系統壓力波動，進行自動優化調節。
搏力謀自控設備（上海）有限公司展示的能量閥是可用於物聯網的壓力無關型閥門，能夠利用集成的流量計、溫度傳感器數據和能量控制邏輯，提供動態實時的能耗數據及積累量，並計算出實時熱交換量，同時提供不受壓力波動影響的穩定水量。
妥思空調設備（蘇州）有限公司展示了其變風量控制閥將動態壓差變送器集成至閥片上，橢圓形閥片與進風始終保持小於90 度的夾角，在低風速時能夠保持高風量測量精度。
液位開關用於檢測液位實際位置，以維護系統的安全運行，是大型製冷系統中必備的部件。
丹佛斯（上海）投資有限公司展示了雷達式電子液位開關，利用氣體與液體的介電常數不同，分析反射雷達波的頻譜和強度變化幅度就可以判斷液位的位置。這種設計抗幹擾能力強，監測的準確度和穩定性更高。
本次展會上展出的換熱器產品依舊以高效節能為發展方向。各廠商在提高機械可靠性的基礎上，不斷進行強化換熱設計和生產工藝的創新，包括：
控制閥件部分主要體現著兩點趨勢：
各廠商推出不同的電子控制閥件，不斷地提高閥件的控制精度以提高適應不同應用場景的能力，並且增強了閥件與其他元器件的關聯性以及與使用者的交互性，其控制平臺也趨於人性化與多功能化。
通過聯動系統部件與高精度的傳感器，實現對閥件的高效精準控制。部分還可採取分體安裝方式，能夠有效地適配不同的安裝環境。
本屆製冷展中有關換熱器和控制閥門的發現與解讀到此終章。關注本公眾號，我們將陸續為大家帶來更多關於2021年第32屆「中國製冷展」技術總結的內容！
P.s.以上內容節選及採編自《2021第32屆「中國製冷展」技術總結報告》「第二章 製冷系統輔助設備 由華南理工大學 劉金平教授、碩士生黎志鋒、博士生劉家堯編寫