中小型商用制冷设备压缩机、换热器、制冷剂的发展趋势

换热器的强化传热一直是热门的研究方向，通过强化传热减少不可逆损失。从原理来说有增大传热面积、增大传热温差、提高传热系数3类强化传热技术。中小型商用制冷设备两器（蒸发器和冷凝器）如下图所示。

图  常见蒸发器型式

图 常见冷凝器型式

1.1翅片管式换热器  

翅片管式换热器是应用最为广泛的换热器，具有结构紧凑、质量轻、成本低等特点。空气侧热阻占主导，为总热阻的85%以上。利用翅片强化换热的机制主要包括2个方面：

1）特殊的翅片通道，如波纹片通道，因其内部会产生边界层分离现象而导致混合作用；

2）在翅片通道内会产生边界层的重复生长与尾流破坏。常用的翅片型式有平片、波纹片、百叶窗片、锯齿片和打孔片。

1.2 微通道换热器  

微通道换热器具有结构紧凑、质量轻、换热效率高、成本低等特点，近年来在中小型商用制冷领域得到了较快发展。对翅片管式冷凝器的饮料柜和微通道冷凝器的饮料柜进行性能试验，结果表明：用微通道换热器作为饮料柜的冷凝器具有高效、减少制冷剂充注量、成本低等优点。

微通道换热器在中小型商用制冷领域的优化方向：

1）研究翅片型式及其参数，如开窗角度、片间距等与流量、压降、空气侧气流组织及风机功耗间的关系；

2）换热器的集流管的布置方向，水平、垂直或是倾斜；

3）扁管的宽度及其内部开孔的型式和数目，对换热性能和制冷剂充注量影响较大，针对不同的需求，对扁管的结构进行优化设计；

4）流路优化是重要影响因素；

5）特殊结构集流管的设计使得微通道换热器做蒸发器时，制冷剂分配较为均匀，换热性能得以改善。

相变材料（PCM）作为储能技术的核心，主要分为有机PCM，无机PCM和复合PCM，目前有超过88种材料可作为PCM，逐渐在冷冻冷藏行业中推广应用。

PCM在冰箱的应用可以减少间室的温度波动以及改善制冷系统性能。M. Visek等在双蒸发器并联回路采用PCM优化系统能效，结果表明，冷藏室蒸发温度从-22.9 ℃提升到-20.6 ℃，冷藏室能耗降低5.7%，总能耗降低2.3%。PCM多数应用在蒸发器侧，冷凝器相变材料由于其不良的测试结果并未被成功推广，蒸发器和冷凝器同时应用PCM效果更好。

PCM在制冷陈列柜中的应用逐渐被关注。PCM在一定时间内替代制冷系统，将柜内温度保持在设定范围内，减少压缩机的运行时间，减小陈列柜的能耗。