中國翅片式換熱器行業市場調研及“十四五”發展趨勢研究報告

翅片式換熱器發展概況及趨勢

換熱器最早起源于歐洲,早期產品結構簡單、傳熱面積小、體積大而笨重。我國換熱器行業的發展是隨著冰箱和空調的發展而發展的。20 世紀 70 年代末以來,隨著我國開始自行生產冰箱和空調,換熱器行業也隨之發展,生產工藝漸趨成熟與完善,產品結構形式與功能呈現多樣化趨勢。

換熱器的更新換代一直是制冷設備領域非常重要的研究發展方向之一。在制冷系統中,除壓縮機、節流部件外,其余部件主要是換熱器。換熱器的金屬消耗量比較大,重量、體積在制冷設備中的占比均較高。因此,為了減輕整個制冷系統的重量和體積,設計結構緊湊、重量輕、體積小、換熱性能良好的換熱器是當前換熱器發展的主要方向。在各種類型的換熱器中,絲管式換熱器、吹脹式換熱器的體積相對更大、換熱性能卻相對較差;套管式換熱器則主要應用在制冰機等功能型制冷產品中,應用場景相對受限。和其他類型的換熱器相比,翅片式換熱器和微通道換熱器的換熱性能相對更好,在滿足相同制冷量的前提下體積可以相對更小。但微通道換熱器有易積灰、結霜的缺點,應用場景易受限。整體而言,翅片式換熱器具有傳熱性能好、運行可靠等特點,應用場景適應性相對更廣,能較好適應換熱器的整體發展方向。

資料來源:普華有策整理

A、小管徑

翅片式換熱器的生產廠商眾多,市場競爭較為充分。早期翅片式換熱器的換熱管管徑較大,以 15.88mm、12.7mm、9.52mm 為主。翅片式換熱器中制冷劑在換熱管中循環流動,并通過與翅片的接觸進行換熱。隨著熱容量更好的制冷劑的逐漸應用,以及制冷設備廠商對換熱器耗材、重量、體積的要求逐步提升,換熱管管徑有小型化的趨勢。目前較為主流的翅片式換熱器的換熱管管徑為 7.94mm。若換熱器管徑進一步縮小到 6mm、5mm,即使在管壁厚度不變的情況下,銅管、鋁管的用量均可大幅減少。實際上,由于管徑變小后耐壓強度的增加,換熱管的壁厚可以相應變薄,進一步減少銅鋁等耗材在換熱器上的使用。將小管徑的換熱管應用于換熱器,可以有效減少材料消耗和制冷劑充注,降低制冷設備廠商的生產成本。

B、新型制冷劑

隨著各國進一步加強對于環保事業的重視,在制冷設備中使用環保制冷劑逐漸成為市場關注的熱點和發展趨勢。目前較廣泛使用的制冷劑如 R134a、R404A等,雖然具有良好的綜合制冷性能,但由于其有很高的 GWP 值,對大氣溫室效應的影響較大,因此未來會逐漸減少使用并逐步被替代,需要尋找更為環保、能耗性能更為突出的制冷劑。R290 主要化學成分為丙烷,屬于天然有機物,熱力性能和環境性能都較為突出,是制冷劑長期的發展方向。但 R290 制冷劑易燃易爆,各國法規在 R290 系統的充注量控制方面都有著嚴格規定,因此對換熱器的尺寸、防泄漏的性能都有更高的要求。一方面,應用 R290 制冷劑的換熱器管徑需要較小,減少 R290 的充注量,降低燃爆的可能;另一方面,換熱器需要具有更好的密封性,能更好地防止制冷劑的泄漏,減少制冷劑泄漏導致燃爆的風險。在結構輕量化、小型化、制冷劑環?;那疤嵯?,目前市場上的小管徑翅片式換熱器可利用小管徑滿足耐壓性、耐久性要求,且小管徑能加快制冷劑流速,提升換熱性能,有著較為廣闊的發展空間。

C、模塊化

模塊化是換熱器領域另一較為重要的發展方向。當前,制冷設備廠商一般在向上游制冷部件廠商采購壓縮機、換熱器、節流部件、制冷管件等重要部件后,獨立將這些部件安裝進制冷設備。這樣的做法盡管可以保證制冷設備廠商對供應鏈更強的控制,但將限制其生產的集約化水平。在制冷系統中,換熱器屬于非標準定制件,無論是蒸發器還是冷凝器都需要根據客戶的安裝結構和相應運行工況下的換熱量,合理設計換熱器尺寸以滿足客戶使用需求。目前,市場上已經逐漸開始出現將壓縮機、換熱器、節流部件、電機等重要部件通過合理布局和安裝組成具有制冷功能的模塊產品,整機廠商購買并安裝在機箱內合適位置,通電即可實現制冷功能。制冷單元模塊將制冷所需的部件集成在模塊中,能夠有效提高制冷設備生產廠商的生產效率。和其他類型的換熱器相比,由于翅片式換熱器的制冷效果更好、結構形式多變、場景適應性更強,因此在相同制冷量的前提下體積可以相對更小,結構布局更合理,更適應模塊化的發展方向。翅片式換熱器企業結合自己在換熱器領域的設計生產優勢,針對客戶的需求,為其定制制冷單元模塊,形成翅片式換熱器企業具有優勢的一個發展方向。

此外,隨著越來越多的領域對翅片式換熱器產生需求,翅片式換熱器已被廣泛地應用于更多不同的領域,如汽車制冷設施、冷鏈物流、干衣機等。隨著未來產品結構、功能集成、材料替代及生產工藝的進一步發展,可以預期翅片式換熱器將具有廣闊的應用發展前景。

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