自從一百多年前威利斯·開利博士發明了科學空調以來，全球空調工業的一直保持著高速的發展，制冷技術在不斷革新的同時也為人類的生活帶來了革命性的變化。而中國作為空調技術發展的一個重大基地，其制冷產業的發展也影響著整個世界的制冷領域革新速度。由于我國是一個人口大國，也是制冷空調工業的一個巨大市場，而且隨著近年來資金大量的投入，我國的制冷產業產值也得到了飛速發展。1999年以來，我國的空調產量一直居世界首位，并在2005年中國空調出口量首次超過內銷，使得全球百分之75%的空調都來自中國。但伴隨著中國制冷領域的快速發展，空調行業也遇到了一系列的難題。

隨著最近幾十年經濟的快速發展和產品復雜度的不斷增加，世界各國對礦產的需求量正在呈指數型增長。而且毫無疑問，這一情況會因為人們生活水品的提高和科技的進步而進一步的加劇，并且未來世界各國對礦產的要求不僅僅是數量上的，同時也要求其具有高質量。在眾多礦產資源中，銅金屬由于其特殊的熱傳導性和相對低廉的價格而廣泛應用于我們生活中的各個領域中。在這些領域中，家用空調行業對銅材料依賴性尤其明顯。目前市面上的家用分體式冷暖機主要由四大部分構成：壓縮機、冷凝器、節流部件和蒸發器。而這些家用空調采用的蒸發器和冷凝器，以及連接各個組件的管路，基本上都是采用銅材料制作的。因此銅材料的成本基本上占整個空調系統原材和零部件成本的15%。粗略計算，一臺空調整機用銅量為10kg左右，2013年空調年產量市場預測約為10500萬臺，則空調行業總耗銅量約為10億千克，約占國內銅材料年總消耗量的21%。按照現有銅價4.8萬元/噸來計算每年空調行業用銅高達480多億元人民幣。最近幾年銅價不停的上漲和市場競爭的日益激烈，給空調行業的發展帶來了巨大的壓力。因此，在空調上減少對銅的消耗不僅能響應國家節能減排的政策，也對整個空調行業發展戰略有著積極的作用。

盡管空調行業對銅礦的依賴性與日俱增，但銅資源儲量的現狀卻越來越令人擔憂。研究表明，在目前全球已探明儲量和現有的開采速度下，銅資源只能持續供應60年。而且在過去五年內全球精銅消耗量增加了將近300%。作為全球最大的生產和消耗地，中國也同樣面臨著銅資源迅速縮減的危機。從1999年開始，中國每年的銅消耗量都按照15%的比率在增長，在2009年，其精銅消耗量已超過400萬噸。據統計，2010年我國完全探明的銅資源儲量為6410萬噸，其中1378萬噸未開發，而且這些未開發的銅礦大部分都是低品位的和難開采礦。因此，如何在空調行業減少銅材的損耗演的尤為重要。目前，很多企業考慮使用其他金屬來代替銅制作空調，而這其中由于鋁的熱物性和銅比較相似，所以其被用來制作換熱器的研究更為廣泛。目前我國鋁資源豐富，保有儲量為22.73億噸，且鋁的價格僅僅是銅的四分之一。如果使用鋁替代銅制作換熱器不僅可以緩解資源短缺問題，同時還可以降低成本，因此家用空調行業已經開始著重考慮使用鋁材代替銅材，來緩解銅資源短缺給空調行業帶來的沖擊。

除了在材質上選用鋁材來代替銅材之外，采用小管徑的空調換熱器也是目前空調行業中用來緩解空調行業銅材損耗的研究熱點。以現在目前市面上的圓管管翅式空調換熱器來說，蒸發器和冷凝器基本上都是采用外徑為7mm的內螺紋銅管外加鋁翅片的方式形成的，而采用小管徑的空調換熱器，類似于5mm或者更小的換熱器，也可以很有效的在整機空調上減少銅的損耗，因為蒸發器和冷凝器的耗銅量約為整個空調的總耗銅量的80%。但是采用小管徑的空調換熱器時也會帶來一些問題。由于管徑的減小，整個換熱器的換熱面積下降，制冷劑側流動截面積的減小，其整個系統的壓損也會增大，壓縮機的功率損耗也會相應的增加，從而造成整機能效比的下降。2010年六月份開始，國家開始對市場上的家用空調器實施新的能效標準，新的能效標準將進入市場的定頻空調的能效限制改為3級，相當于舊能效標準的2級。因此，雖然使用小管徑空調換熱器可以節省銅材的損耗，但是同時時造成的能效比下降也會限制空調進入市場。

目前在亞洲地區最主要應用與普通家庭的空調仍然是額定制冷量小于4500W的，擁有此額定制冷量的空調要進入市場必須達到新的能效標準3.2，因此想要在家用空調行業廣泛應用小管徑空調換熱器時，就必須積極研究和開發新的節能技術來優化基于小管徑換熱器的空調系統，使其制冷系數能夠達到新能效比的要求。

空調行業除了面臨銅資源短缺、能效比標準提高等造成的難題，其所使用的制冷劑對環境的沖擊也是空調行業發展的一大瓶頸，并深刻影響著空調行業的長遠發展。作為目前空調系統中的普遍使用的制冷工質，HCFCs因為其較好的熱物性能在家用空調行業和熱泵應用中非常廣泛。但作為一種氟氯化合物，HCFCs在排放到大氣后將會嚴重損害臭氧層，而且其在大氣中存活壽命長，對環境所造成的影響是巨大的。為了保護環境不被過度破壞，許多國際環保組織針對HCFCs的使用制定了很多限制條文，早前在加拿大制定的《蒙特利爾議定書》就將HCFCs替代的期限提前至2020年。由于我國還處于發展中階段，所面臨的壓力也是巨大的。目前在我國制冷和泡沫行業是HCFCs的主要排放源，約占總量的99%，這其中家用空調行業排放量居第一位。由于未來中國經濟的將保持較快的增長速度，HCFCs的消費需求也將越來越大，所以現階段在家用空調行業研究HCFC替代物質及相關的技術迫在眉睫。

因此，在競爭日益激烈的空調行業，研究高效、低耗材的換熱器勢在必行，而且，開發高效節能換熱器，以及尋找新的制冷劑替代傳統制冷劑，對于整個空調行業迎接新的能效標準，降低對環境的破壞程度，降低生產成本、提高產品競爭力和推進行業的可持續發展具有重大意義。