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空調(diào)全鋁換熱器技術(shù)研究的意義
發(fā)布時(shí)間:2016-04-05 作者:admin 來(lái)源:鑫精誠(chéng)制冷設(shè)備
隨著人們生活水平的提高,房間空調(diào)器產(chǎn)品的“必須”消費(fèi)屬性越來(lái)越強(qiáng)。我國(guó)是世界房間空調(diào)器的生產(chǎn)大國(guó),占全世界空調(diào)器總產(chǎn)量的70%以上。根據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)房間空氣調(diào)節(jié)器產(chǎn)量近年來(lái)呈增長(zhǎng)趨勢(shì),如圖1.1所示,產(chǎn)量從2005年的7469.10萬(wàn)臺(tái)增長(zhǎng)至2013年的14333.0萬(wàn)臺(tái)。2013年,我國(guó)房間空氣調(diào)節(jié)器行業(yè)產(chǎn)量呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),比2012年(13281.08)同比增長(zhǎng)7.92%。
蒸發(fā)器和冷凝器都是熱交換器,是空調(diào)器的重要組成部件,重量約占機(jī)組重量的30%~40%,動(dòng)力消耗占總動(dòng)力消耗的20%~30%,其性能的好壞直接影響到整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的制冷(制熱)能力?,F(xiàn)在普遍使用的結(jié)構(gòu)形式是銅管外脹接鋁翅片結(jié)構(gòu)的換熱器。銅材由于具有良好的導(dǎo)熱性和耐腐蝕性,以及容易加工和便于管路連接等特點(diǎn),作為換熱器制冷劑傳熱管通道而廣泛用于空調(diào)換熱器中。但是我國(guó)銅資源儲(chǔ)量貧乏且需求較大,2012年我國(guó)銅資源進(jìn)口量達(dá)到633億美元,是第三大資源類進(jìn)口產(chǎn)品,超過(guò)世界進(jìn)口量的30%,其中空調(diào)和冰箱用銅占銅需求量的75%。近年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng),我國(guó)對(duì)銅資源的需求也將穩(wěn)步增長(zhǎng);但是隨著銅資源儲(chǔ)備量的逐漸減少,世界銅價(jià)價(jià)格呈上升趨勢(shì);如何實(shí)現(xiàn)空調(diào)換熱器中銅材的替代,一直是空調(diào)研發(fā)制造業(yè)十分關(guān)注的問題。其次,我國(guó)家用空調(diào)換熱器的銅管外脹接鋁翅片結(jié)構(gòu),由于銅管和鋁翅片間存在很大的電位差,在潮濕的環(huán)境下鋁不斷丟失電子而變成鋁離子進(jìn)而與空氣中的氧離子結(jié)合成三氧化二鋁,從而容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕,在鋁翅片表面上形成一層三氧化二鋁膜,增大換熱器與空氣間的傳熱熱阻,降低換熱器的傳熱能力,甚至影響整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的性能。如何采取簡(jiǎn)單的方法手段有效解決電化學(xué)腐蝕問題,也是空調(diào)研發(fā)制造行業(yè)十分關(guān)注的方向。
我國(guó)鋁資源儲(chǔ)量豐富,2013年鋁土礦資源為8.3億噸,位居世界第九,且2003年以來(lái)世界鋁產(chǎn)量有了顯著的提高,導(dǎo)致近年來(lái)鋁資源價(jià)格總體趨勢(shì)略有下降。2013年我國(guó)電解鋁產(chǎn)量為1988.3萬(wàn)噸,排名世界第一,占世界總產(chǎn)量的65%以上。鋁及鋁合金具有一系列優(yōu)點(diǎn),不僅比重小,比強(qiáng)度度高,耐腐蝕性好,導(dǎo)熱系數(shù)高,而且可回收,價(jià)格低,僅為銅價(jià)的30%,是空調(diào)器銅材的理想替代材料。目前家用空調(diào)換熱器多采用銅管脹接鋁翅片的結(jié)構(gòu),主要是因?yàn)殇X材易氧化且塑性不如銅材,采用傳統(tǒng)的脹管工藝生產(chǎn)的全鋁換熱器不能保證傳熱管與翅片之間接觸的緊密性,研制新型的全鋁換熱器,有利于空調(diào)器鋁代銅技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。
此外,房間空調(diào)器的節(jié)能問題也非常至關(guān)重要。煤炭是中國(guó)能源的基礎(chǔ)能源,占一次能源消耗總量的70%。我國(guó)煤炭大多用于火力發(fā)電,根據(jù)《中國(guó)能源發(fā)展報(bào)告》提供的數(shù)據(jù),到2020年我國(guó)發(fā)電用煤需求可能上升到煤炭總產(chǎn)量的80%,需要大約19.6~25.8億噸原煤用于發(fā)電。近年來(lái),我國(guó)用電量屢創(chuàng)新高,2011年夏季用電最多的一天,全國(guó)用電150.97億千瓦;2012年夏季最大電力缺口可達(dá)1000~2000萬(wàn)千瓦。而隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,中國(guó)許多大中城市空調(diào)耗電量已經(jīng)占很大的比重,到了夏季用電高峰期,空調(diào)負(fù)荷比重可高達(dá)30%~50%,部分商業(yè)發(fā)達(dá)的城市,空調(diào)用電負(fù)荷已超過(guò)50%。
由于全鋁換熱器技術(shù)在空調(diào)行業(yè)還不是十分成熟,仍處于起步研究階段,并未大規(guī)模應(yīng)用,因此研究新型全鋁換熱器結(jié)構(gòu),提高換熱器性能,提高空調(diào)器制冷系統(tǒng)性能穩(wěn)定性,減小空調(diào)器生產(chǎn)成本,對(duì)提高我國(guó)新型換熱器空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平和產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化具有重大意義。