提高空調(diào)系統(tǒng)能效、減少制冷劑使用及二氧化碳排放，成為當前及今后中國乃至世界空調(diào)制造業(yè)面臨的艱巨課題。上海交通大學彭穎紅教授團隊，向這個世界級的難題發(fā)起挑戰(zhàn)，團隊研發(fā)的“折疊式微通道管輥彎成形制備工藝及裝備”，在節(jié)能減排方面已經(jīng)取得了國際先進的成果，被稱為“空調(diào)節(jié)能減排先鋒”。據(jù)了解，這項技術(shù)將在第17屆中國國際工業(yè)博覽會高校展區(qū)進行展出。

在國家自然科學基金重點項目的支持下，彭穎紅教授團隊歷經(jīng)十余年產(chǎn)學研持續(xù)攻關(guān)，圍繞微通道換熱器系統(tǒng)設(shè)計、微通道管材成形設(shè)備、換熱器集成制造三個方面的關(guān)鍵技術(shù)進行科研攻關(guān)，取得了一系列國際先進水平的科研成果。

據(jù)介紹，開發(fā)微通道換熱器是空調(diào)節(jié)能減排的有效途徑。與傳統(tǒng)換熱器中的圓截面銅管相比，鋁合金微通道管具有微小管徑(通常0.5-1.5mm)和通道密排結(jié)構(gòu)，傳熱和承壓性能大大優(yōu)于銅管。采用微通道管代替?zhèn)鹘y(tǒng)銅管應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)，具有四大優(yōu)勢：節(jié)能優(yōu)勢——可提高系統(tǒng)換熱性能30%;環(huán)保優(yōu)勢——可減少制冷劑充注量70%;成本優(yōu)勢——減重60%，降低成本40%;綠色制造優(yōu)勢——換熱器為全鋁結(jié)構(gòu)，容易回收。

因此，微通道換熱器的研究、開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化是解決我國空調(diào)節(jié)能減排問題的一個有效途徑。在國際上，美國能源部、日本NEDO以及歐盟HPA近幾年均出臺了將微通道換熱器列入重點發(fā)展領(lǐng)域的戰(zhàn)略計劃?！吨袊译姰a(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖》也已將微通道換熱器列為十二五該領(lǐng)域重點發(fā)展方向。

彭穎紅教授團隊研發(fā)的“折疊式微通道管輥彎成形制備工藝及裝備”，將厚度為0.265mm、高耐腐蝕性的3層復(fù)合鋁箔帶材，通過25道次連續(xù)輥彎成形，制成新一代空調(diào)換熱管——10孔折疊式微通道管。

折疊式微通道管主要面向車用、家用空調(diào)器等換熱設(shè)備及其它釬焊式換熱器，相比于傳統(tǒng)的利用鋁錠熱擠壓方式制備微通道管，產(chǎn)品耐腐蝕：采用3層或5層復(fù)合鋁箔帶材為原料，較擠壓鋁材耐腐蝕性大幅提高，解決了鋁管用于家用空調(diào)室外機易腐蝕的問題;高速制管：制造速度可達120米/分鐘，有利于降低成本，推動微通道管在家用空調(diào)的大規(guī)模應(yīng)用;省掉了鋁錠加熱的高能耗環(huán)節(jié)，生產(chǎn)過程潔凈、節(jié)能、無污染。

在折疊式微通道管的研制過程中，研究團隊開發(fā)了針對連續(xù)輥彎成形高效精確仿真模擬的實體殼單元，形成輥彎成形工藝設(shè)計軟件。通過基于實體殼模型的連續(xù)輥彎成形高效精確模擬，對輥輪間變形量進行合理分配和控制，對成形輥輪的輪廓進行優(yōu)化，解決了長區(qū)間、薄帶料的小外徑圓弧成形、大角度圓弧成形、大平面回彈控制等核心問題，實現(xiàn)了長區(qū)間、多道次的精密輥彎成形工藝設(shè)計。

值得一提的是，“微通道管材與換熱器制造技術(shù)及其應(yīng)用”項目技術(shù)已獲得2014年國家科學技術(shù)進步獎二等獎。2007年，項目成果“連續(xù)塑性成形數(shù)值模擬與工藝優(yōu)化技術(shù)”獲得上海市科學技術(shù)一等獎;2013年，項目成果“微通道管材制備技術(shù)及在換熱器中的應(yīng)用”獲得教育部科技進步一等獎。項目團隊擁有知識產(chǎn)權(quán)58項，授權(quán)發(fā)明專利19項、實用新型專利24項、軟件著作權(quán)7項，發(fā)表SCI/EI論文68篇，出版專著3部。

經(jīng)教育部組織成果鑒定，認為項目技術(shù)總體處于國際先進水平，部分技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。團隊技術(shù)成果在四川長虹空調(diào)、浙江盾安、上海松芝、杭鋼鋁業(yè)以及浙江銀輪等行業(yè)內(nèi)知名企業(yè)得到成功應(yīng)用，近三年新增產(chǎn)值超過20億元，取得了較大經(jīng)濟效益。該技術(shù)對于發(fā)展微通道管材與換熱器先進制造技術(shù)，形成我國微通道換熱器產(chǎn)業(yè)鏈，推動空調(diào)產(chǎn)業(yè)升級和節(jié)能減排具有重要意義。

據(jù)了解，微通道換熱器本源于汽車空調(diào)，現(xiàn)在正逐步向家用、商用大型空調(diào)的方向發(fā)展，并有望全面替代銅管-鋁翅片換熱器，形成空調(diào)制冷行業(yè)新一輪的技術(shù)革命。上海交大研發(fā)的折疊式微通道管技術(shù)，有助于加速微通道管大規(guī)模應(yīng)用進程，加速節(jié)能環(huán)保、輕量化的微通道空調(diào)走進千家萬戶，為國家節(jié)能減排做出積極貢獻。