自从一百多年前威利斯·开利博士发明了科学空调以来，全球空调工业的一直保持着高速的发展，制冷技术在不断革新的同时也为人类的生活带来了革命性的变化。而中国作为空调技术发展的一个重大基地，其制冷产业的发展也影响着整个世界的制冷领域革新速度。由于我国是一个人口大国，也是制冷空调工业的一个巨大市场，而且随着近年来资金大量的投入，我国的制冷产业产值也得到了飞速发展。1999年以来，我国的空调产量一直居世界首位，并在2005年中国空调出口量首次超过内销，使得全球百分之75%的空调都来自中国。但伴随着中国制冷领域的快速发展，空调行业也遇到了一系列的难题。

随着最近几十年经济的快速发展和产品复杂度的不断增加，世界各国对矿产的需求量正在呈指数型增长。而且毫无疑问，这一情况会因为人们生活水品的提高和科技的进步而进一步的加剧，并且未来世界各国对矿产的要求不仅仅是数量上的，同时也要求其具有高质量。在众多矿产资源中，铜金属由于其特殊的热传导性和相对低廉的价格而广泛应用于我们生活中的各个领域中。在这些领域中，家用空调行业对铜材料依赖性尤其明显。目前市面上的家用分体式冷暖机主要由四大部分构成：压缩机、冷凝器、节流部件和蒸发器。而这些家用空调采用的蒸发器和冷凝器，以及连接各个组件的管路，基本上都是采用铜材料制作的。因此铜材料的成本基本上占整个空调系统原材和零部件成本的15%。粗略计算，一台空调整机用铜量为10kg左右，2013年空调年产量市场预测约为10500万台，则空调行业总耗铜量约为10亿千克，约占国内铜材料年总消耗量的21%。按照现有铜价4.8万元/吨来计算每年空调行业用铜高达480多亿元人民币。最近几年铜价不停的上涨和市场竞争的日益激烈，给空调行业的发展带来了巨大的压力。因此，在空调上减少对铜的消耗不仅能响应国家节能减排的政策，也对整个空调行业发展战略有着积极的作用。

尽管空调行业对铜矿的依赖性与日俱增，但铜资源储量的现状却越来越令人担忧。研究表明，在目前全球已探明储量和现有的开采速度下，铜资源只能持续供应60年。而且在过去五年内全球精铜消耗量增加了将近300%。作为全球最大的生产和消耗地，中国也同样面临着铜资源迅速缩减的危机。从1999年开始，中国每年的铜消耗量都按照15%的比率在增长，在2009年，其精铜消耗量已超过400万吨。据统计，2010年我国完全探明的铜资源储量为6410万吨，其中1378万吨未开发，而且这些未开发的铜矿大部分都是低品位的和难开采矿。因此，如何在空调行业减少铜材的损耗演的尤为重要。目前，很多企业考虑使用其他金属来代替铜制作空调，而这其中由于铝的热物性和铜比较相似，所以其被用来制作换热器的研究更为广泛。目前我国铝资源丰富，保有储量为22.73亿吨，且铝的价格仅仅是铜的四分之一。如果使用铝替代铜制作换热器不仅可以缓解资源短缺问题，同时还可以降低成本，因此家用空调行业已经开始着重考虑使用铝材代替铜材，来缓解铜资源短缺给空调行业带来的冲击。

除了在材质上选用铝材来代替铜材之外，采用小管径的空调换热器也是目前空调行业中用来缓解空调行业铜材损耗的研究热点。以现在目前市面上的圆管管翅式空调换热器来说，蒸发器和冷凝器基本上都是采用外径为7mm的内螺纹铜管外加铝翅片的方式形成的，而采用小管径的空调换热器，类似于5mm或者更小的换热器，也可以很有效的在整机空调上减少铜的损耗，因为蒸发器和冷凝器的耗铜量约为整个空调的总耗铜量的80%。但是采用小管径的空调换热器时也会带来一些问题。由于管径的减小，整个换热器的换热面积下降，制冷剂侧流动截面积的减小，其整个系统的压损也会增大，压缩机的功率损耗也会相应的增加，从而造成整机能效比的下降。2010年六月份开始，国家开始对市场上的家用空调器实施新的能效标准，新的能效标准将进入市场的定频空调的能效限制改为3级，相当于旧能效标准的2级。因此，虽然使用小管径空调换热器可以节省铜材的损耗，但是同时时造成的能效比下降也会限制空调进入市场。

目前在亚洲地区最主要应用与普通家庭的空调仍然是额定制冷量小于4500W的，拥有此额定制冷量的空调要进入市场必须达到新的能效标准3.2，因此想要在家用空调行业广泛应用小管径空调换热器时，就必须积极研究和开发新的节能技术来优化基于小管径换热器的空调系统，使其制冷系数能够达到新能效比的要求。

空调行业除了面临铜资源短缺、能效比标准提高等造成的难题，其所使用的制冷剂对环境的冲击也是空调行业发展的一大瓶颈，并深刻影响着空调行业的长远发展。作为目前空调系统中的普遍使用的制冷工质，HCFCs因为其较好的热物性能在家用空调行业和热泵应用中非常广泛。但作为一种氟氯化合物，HCFCs在排放到大气后将会严重损害臭氧层，而且其在大气中存活寿命长，对环境所造成的影响是巨大的。为了保护环境不被过度破坏，许多国际环保组织针对HCFCs的使用制定了很多限制条文，早前在加拿大制定的《蒙特利尔议定书》就将HCFCs替代的期限提前至2020年。由于我国还处于发展中阶段，所面临的压力也是巨大的。目前在我国制冷和泡沫行业是HCFCs的主要排放源，约占总量的99%，这其中家用空调行业排放量居第一位。由于未来中国经济的将保持较快的增长速度，HCFCs的消费需求也将越来越大，所以现阶段在家用空调行业研究HCFC替代物质及相关的技术迫在眉睫。

因此，在竞争日益激烈的空调行业，研究高效、低耗材的换热器势在必行，而且，开发高效节能换热器，以及寻找新的制冷剂替代传统制冷剂，对于整个空调行业迎接新的能效标准，降低对环境的破坏程度，降低生产成本、提高产品竞争力和推进行业的可持续发展具有重大意义。