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铜铝管在空调中的应用

发布时间:2014-03-15 15:06:32  来源:  作者:

近期记者在商场发现,消费者在选购空调时更留意其能效比。可喜的是,有些节能空调采用新近发明的铜铝复合管取代纯铜管,使空调的能效比有了大幅进步。那么——铜铝管怎样使空调既节能又长寿? 
  
  用过空调的人们几乎都有这种感觉:刚安装的空调吹出来的风很凉,但用半年后风就没那么凉了。细心的用户会发现,随着空调使用年限的增加,每月电费也在静静地增长。为什么会这样?原来这是传统空调随着使用时间增加而出现的能效比衰减现象在作怪。
 
  空调经常能效比衰减
 
  空调的制冷量与输进功率之比称作“能效比”,能效比越高,说明空调越节能。为什么空调经过一段时间后,其能效比会发生衰减现象呢?这是由于空调的工作原理是,靠纯铜管来接连其冷凝器(制冷时的室外机)和蒸发器(制冷时的室内机)的,这铜管固然是上佳的热交换材料,但空调的冷凝器和蒸发器的翅片是用铝材料制作的,这“两器”上的铝片与铜管交织在一起后,就不可避免地产生电化学反应(即电化学腐蚀),其化合物即三氧化二铝,像一层铠甲牢牢地包裹在铜管表面,导致热交换效率大大降低。
  据权威单位测试,空调在使用半年后,其能效比要下降10%%左右,在使用4—5年时,其能效比要下降40%%左右。也就是说,用了4—5年以后的空调,同样制冷量的耗电量接近新空调的两倍,即是一台空调要用两台的电量。
 
  能效比衰减源于电化学腐蚀
 
  传统空调的材料结构,一直是铜管配铝翅片结构。从材料特性上看,铜管与铝翅片间存在很大的电位,铜对氢的电极电位为+0.34V,铝对氢的电极电位为-1.66V,铜铝间的电极电位差为2V,相当于一节干电池电压的1.3倍。在有电解质存在的条件下,铜铝间就会发生放电反应,产生电化学腐蚀:铝不断丢失电子而变成铝离子再氧化变成三氧化二铝(Al2O3),该腐蚀层随着电化学腐蚀时间的增加而逐渐变厚。
  Al2O3又叫刚玉陶瓷,是一种尽缘、尽热的材料,热阻非常大,假如空调的铜管与铝翅片间有了这种物质存在,会直接降低热交换效率,导致空调能效比的下降。
  特别是空调制冷时,室内机(蒸发器)一直有冷凝水在铜管与铝翅片间,因此电化学腐蚀一直存在。而室外机(冷凝器)则在酸雨、雨水、湿润空气等作用下,更无法避免电化学腐蚀的产生。随着使用年限的增加,铝箔表面无亲水涂料的部分首先腐蚀,并逐步扩展到有亲水涂料的部分,引起亲水涂料的变性、裂变。
  需要指出的是:一般在空气中天生的三氧化二铝是致密的,但电化学腐蚀天生的三氧化二铝却是疏松的,这层腐蚀层逐年增厚,导致空调能效比逐年下降。到无法容忍时就只有整机更换。
  科技工作者曾将用过的“两器”上的铜管与铝翅片剖开,在其断面上看到,在与铜管直接接触的铝翅片翻边处已经有一定厚度的氧化铝存在。固然铜管与铝翅片在空调制造时涨紧在一起,但制造过程和使用中两种不同材质的热胀冷缩使铜铝之间的间隙不可避免,该间隙因毛细作用而吸水,导致电化学腐蚀的发生。
 
  铜铝复合管解困难
 
  为了解决空调能效比下降的题目,国内外的空调科技工作者一直在不断努力。2005年,某空调厂提出了钛金空调的概念,在空调铝翅片上涂装二氧化钛来防止因空调亲水涂料失效而导致的翅片间形成水桥堵塞风道现象,从而减缓了能效比的衰减。但本钱较传统材料高20%%至30%%左右。
  江苏兴荣的科技工作者在2005年发明了铜铝复合管(简称ACC管)替换纯铜管用于空调“两器”的连接,获得了令人意想不到的效果,不但空调的能效比进步3%%—5%%!而且还不会形成电化学腐蚀,使得空调使用寿命大大延长。而生产本钱呢?因ACC管可以节铜85%%,一台空调就可以节约本钱120元。
  江苏兴荣研制的ACC管是一种外层为防锈铝合金,内层为无氧铜的新型管材,这两层间为铜铝原子间结合层。由于该复合管的铜铝间无热阻,而外层的铝合金与“两器”的铝翅片间也无电位差,因此,在空调使用的寿命周期内,理论上不会产生电化学腐蚀,这就从根本上消除了导致能效比大幅下降的原因。同时也使空调有可能成为真正意义上的“长效空调”。
  此外,ACC管还将铜铝两种材料的优点相结合了。该管一方面利用具有比铝高1.7倍热传导能力的铜瞬间吸热,另一方面再用具有比铜高2.33倍散热能力的铝进行综合散热,使得空调在实际使用中,其能效比比传统空调所用的内螺纹铜管空调高5%%,换句话说,新型空调节能达到3%%—5%%。

 

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