新国标《家用电冰箱耗电量限定值及能效等级》(GB 12021.2-2015)中规定我国2017年以后生产的冰箱只有降低能耗40%才可达到一级能耗标准。基于此背景,国内新一轮的冰箱系统性能提升研究正在全面展开。目前我国家用冰箱绝大多数使用的是传统丝管式冷凝器,由于能耗要求指数不断提高,老旧的换热器已经不能适应新要求,而开发新一代冷凝器面临的挑战如下:现有研究大多是针对传统换热器的改进,并没有很大程度的革新;家电行业对成本问题较为敏感,需对新一代换热器成本进行合理控制;如何在更换新一代冷凝器后优化及提高制冷循环效率;针对我国环境情况,如何解决冷凝器空气侧积灰问题。为了解决上述几个问题,本文的主要研究内容及成果如下:一、首先针对冰箱用微通道冷凝器建立了数学模型,根据模型指导设计加工了多个微通道冷凝器样品,搭建冰箱用微通道冷凝器性能实验台,对微通道及传统丝管式冷凝器进行了对比实验,实验结构表明,最优设计微通道换热器换热能力较传统换热器提升13%,其空气侧压降只有原机的28%,制冷剂侧压降只有原机的54%。新型冷凝器在性能上已经可以实现对传统冷凝器的替代,并且其重量只有传统换热器的35%,体积只有原机的20%,成本可降低50%。二、以经单体性能验证的微通道换热器为基础,对微通道冷凝器在家用冰箱系统中的应用进行了台架实验及整机实验研究。设计并搭建了冰箱制冷系统测试台架,分析了两系统中充注量,蒸发器出口过热度及不同压缩机转速对系统性能的影响。当冷凝器更换为微通道换热器后,在最佳充注量下,与原机性能相比,使用微通道换热器的系统制冷量提高16.7%,功耗基本不变,系统COP则提高15.4%。按照新国标GB/T8059的要求对应用微通道换热器的冰箱整机耗电量进行测试,新国标系统折算耗电量较原机下降了2.6%,达到了新国标1级的要求。三、详细研究了微通道换热器应用于家用冰箱系统中存在的冷凝器空气侧积灰污染问题,首先通过短期实际应用调研分析了空气侧积灰问题,设计了研究方案并搭建了积灰问题可视化研究实验台。其次分析了污染后不同结构尺寸换热器的性能衰减,从换热器性能的角度对比了多种平片微通道换热器及开窗片微通道换热器受污染后性能的衰减,最后研究了积灰污染过程并分析了污染机理,详细描述了污染过程的三个阶段,不同污染阶段的污染现象以及性能衰减程度。