由于换热器管径的缩小，房间空调器应用管径更小的铜管后，能够明显降冷剂的充注量。例如，将管径由缩小为5mm，则换热器的内容积可以缩小%。这就意味着管径减小后，系统的充注量仅为原来的25%[3]。
板式换热器由于仅仅是板片周围暴露在大气中,热损失仅占总传热量的1 %左右,不需要采用保温层。板壳式换热器虽然波纹板通道内的局部阻力比光滑表面要大,但由于板片数目多,并列的通道数目较多,再加上通道长度较短,所以其阻力损失较小。
翅片管换热器是制冷空调领域中应用广泛的换热器型式，缩小换热器管径可以有助于提升翅片管换热器的性能，缩小体积、降低成本。本文综述了近年来小管径翅片管换热器的发展过程，阐述了换热管细径化的原因，分析了使用小管径铜管的优点；调研了换热管细径化对空调器整机性能的影响，以及对换热器制造加工的影响；介绍了适用于小管径翅片管换热器的翅片设计技术和适用于小管径翅片管换热器的分配器开发技术。后总结了采用小管径换热器的空调器整机研发方案。
鉴于制冷空调产品中换热器的重要性，作者拟采用系列论文的形式，介绍相关技术进展。本文作为其中的篇，介绍小管径翅片管式换热器技术的进展。
综合评估小管径对空调器换热器的影响，需要采用更细致的分析方法。对于每一款具体的制冷空调产品，为了在缩小换热管后达到优的性能，需要专门优化。
固定管板换热器主要由外壳、管板、管束、顶盖（又称封头）等部件构成。在圆形外壳内，装入平行管束，管束两端用焊接或胀接的方法固定在管板上，两块管板与外管直接焊接，装有进口或出口管的顶盖用螺栓与外壳两端法兰相连。
在固定管板换热器中，由于管程内流体与管程流体之间具有温差，而换热器和壳体与管版固定连接，这样在使用状态时，壳体与管子之间有膨胀差存在，壳体和管子受 到轴向载荷。为了避免壳体和换热器破坏、换热器失稳、换热管从管板上拉脱，就应设置膨胀节，以降低壳体和换热器的轴向载荷。
减小空调器换热器中换热管的管径，带来的主要影响为：换热面积减少，但换热系数增加，换热量的增加与否取决于具体的工况；摩阻系数增大，制冷剂流动阻力加大，压降上升；蒸发器内蒸发温度下降，冷凝器内冷凝温度上升，进而影响系统效率。制冷剂侧换热系数的增大可以提高换热器的换热性能，但换热面积的减小和制冷剂沿程阻力损失的增大可以降低换热器的换热性能和系统的能效。下面是翅片管式换热器的细径化对空调整机性能的影响进行定性的结论：
（1）小管径翅片管换热器能够提高换热系数，降低换热器成本和制冷剂充注量。采用5mm铜管替代原铜管，换热系数提升10%左右，成本降低50%以上，充注量降低25%左右。
（2）小管径对空调器整机的影响为：使得换热器的换热面积减少，但换热系数增加；换热量在一定工况下也有相应的增加；摩阻系数增大，制冷剂流动阻力加大，压降上升；蒸发器内蒸发温度下降，冷凝器内冷凝温度上升，进而影响系统效率。
（3）小管径翅片管换热器的生产需要采用新的铜管盘拉工艺，新的铜管轧制工艺，和新的胀管工艺。小管径翅片管换热器导致换热器的翅片面积减少以及流路数目增多，因此需要与新型高效的换热翅片，新型的均匀分流的分配器配合使用。
换热管细径化的好处是很明显的。减小该类型换热器中的换热管直径，能够明显减少铜的消耗量，有效地降低换热器成本。若将管径由缩小为5mm， 单位管长铜管的表面积减少%。这就意味着，即使铜管的厚度不变，单位管长的铜用量减少%。实际上，由于耐压强度的增加，铜管的壁厚减薄，铜材的减少量可达%。由于铜管的成本占换热器材料成本的80%以上，这就意味着采用更小管径，换热器的材料成本可以降低50%以上。
换热管细径化的好处是很明显的。减小该类型换热器中的换热管直径，能够明显减少铜的消耗量，有效地降低换热器成本[1]。若将管径由缩小为5mm， 单位管长铜管的表面积减少%。这就意味着，即使铜管的厚度不变，单位管长的铜用量减少%。实际上，由于耐压强度的增加，铜管的壁厚减薄，铜材的减少量可达%。由于铜管的成本占换热器材料成本的80%以上[2]，这就意味着采用更小管径，换热器的材料成本可以降低50%以上。
小管径翅片管换热器的制造工艺
换热铜管从胚料到成品的工艺流程主要包括：连铸-轧制-盘拉-退火，如图1所示。随着空调器产量及换热铜管需求不断地提升，换热铜管加工工艺的不够成熟、装备自动化及生产线集成控制水平低、产品质量不稳定、能耗大等问题逐渐被攻克。近年来，铜管加工工艺的进展主要包括：（1）采用新型水平连铸代替传统的半连铸[4]；（2）采用新型高效四辊行星轧制技术代替传统的三辊行星轧制技术[5]；（3）采用二联拉和在线连续退火技术解决传统盘拉工艺缺陷的问题[6]。
图1 换热铜管加工工艺流程
翅片管换热器是制冷空调领域中应用广泛的换热器型式，缩小换热器管径可以有助于提升翅片管换热器的性能，缩小体积、降低成本。本文综述了近年来小管径翅片管换热器的发展过程，阐述了换热管细径化的原因，分析了使用小管径铜管的优点；调研了换热管细径化对空调器整机性能的影响，以及对换热器制造加工的影响；介绍了适用于小管径翅片管换热器的翅片设计技术和适用于小管径翅片管换热器的分配器开发技术。后总结了采用小管径换热器的空调器整机研发方案。
翅片管式换热器是目前应用广泛的换热器型式，其中管子采用铜管，翅片采用铝片。家用空调器的蒸发器和冷凝器基本上均采用翅片管式换热器，该型式换热器每年的产量达到数亿套。目前翅片管式换热器的主要研究进展是紧凑化，即采用小管径铜管。小管径换热器具有更高的换热系数和更低的制造成本，有利于提高空调器的整机性能。近年来，小管径换热器的优化设计、制造工艺、实际应用等方面研究进展很大，使得小管径空调占据超过20%的空调器市场。

固定管板式换热器的两端管板采用焊接方法与壳体连接固定。换热管可为光管或低翅管。适用于壳侧介质清洁且不易结垢并能进行溶解清洗，管、壳程两侧温差不大或温差较大但壳侧压力不高的场合。
它的特点是结构简单，没有壳侧密封连接，相同的壳体内径排管多，在有折流板的流动中旁路小，管程可以分成任何管程数，因两个管板由管子互相支撑，故在各种管壳式换热器中它的管板薄，造价低，因而得到广泛应用。
真空锅炉的全称叫做真空相变锅炉，注意两个名词，一个是真空，一个是相变。真空锅炉是在封闭的炉体内部形成一个负压的真空环境，在机体内填充热媒水，通过燃烧或其它方式加热热媒水，再由热媒水蒸发、冷凝至换热器上，再由换热器来加热需要加热的水。中国台真空锅炉是由浙江力聚公司生产的,又名真空热水机,在国内应用为广泛。
换热器的细径化减小了单根铜管的管内换热面积，需要与换热性能更高的翅片配合使用。提升翅片的换热性能的方法主要是优化翅片表面的结构参数，包括换热翅片的孔间距，换热翅片的强化结构。目前适用于细管径的翅片的孔间距已经经过了充分的优化，而且多种孔间距结构已经被开发和量产使用，如表1所示。但是目前量产使用的翅片的强化结构类型依然只有传统的桥缝和百叶窗缝这两种。公开的文献中正在研究的新型强化类型主要有镂空翅片和纵向涡翅片。
换热器使用小管径铜管以后，管内流动阻力增大，使得换热器需要更多的流路数目。这就带来了一个新的问题：蒸发器前制冷剂多路分配均匀性难以保证。为此需要有性能良好的分配器。目前提升分配器性能的方法主要有两种：（1）试验研究空调常用分配器的分配性能的影响因素，使分配器工作在佳运行条件下；（2）设计新类型的分配器结构，实现均匀对称的两相流型，从而保证分配的均匀性。
现有公开的文献通过试验验证了纵向涡发生器在翅片管式换热器中的应用。Wang提出了一种开设矩形翼和二级梯形翼的新型纵向涡翅片，如图4（a）所示。仿真结果表明，新型纵向涡翅片能够使换热性能提升%～%，同时使得空气阻力提升%～%。新型翅片性能通过试验进行了验证，并和仿真结果相吻合。Lin提出一种在铜管后缘开设弧形三角翼的纵向涡翅片，如图4（b）所示。当Re在1100～3000范围内变化，新型纵向涡翅片Nu比平翅片高%～%，阻力因子f比平翅片高%～%。