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铜铝管怎样使空调既节能又长寿
铜铝管怎样使空调既节能又长寿
来源:中制冷设备网    2009-6-1
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用过空调的人几乎都有这样的感觉: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,每月电费也在悄悄的增长。为什么会这样?原来这是传统空调随着使用时间的增加而出现的能效比衰减现象在作怪。


空调常常能效比衰减
空调的制冷量与输入功率之比称作“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?这是因为空调的工作原理是:铜管来连接其冷凝器(制冷时的室外机)和蒸发器(制冷时的室内机)的,这铜管虽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铝材料制作的,这“两器”上的铝片与铜管交织在一起之后,就不可避免的产生电化学反应(即电化学腐蚀),其化合物三氧化二铝,像一层铠甲牢牢的地裹在铜管表面,导致换热效率大大降低。
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,使用4-5年时,其能效比要下降40%左右。也就是说,使用了5年的空调,同样制冷量的耗电量接近新空调的两倍,等于一台空调要用两台空调的电量。


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,在氧化变成三氧化二铝(AL2O3),该腐蚀曾随着电化学腐蚀时间的增加而逐渐变厚。
AL2O3刚玉陶瓷,是一种绝缘、绝热的材料,热阻非常大,如果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之间,因此电化学腐蚀一直存在。而室外机(冷凝器)则在酸雨、雨水、潮湿空气等作用下,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,扩展到有亲水涂料的地方,引起亲水涂料的变性、裂变。
需要指出的是:一般在空气中生成的三氧化二铝是致密的,但电化学腐蚀生成的三氧化二铝则是疏松的,这层腐蚀层逐年增厚,导致空调能效比逐年下降。到无法容忍是就只有整机更换。
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,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。虽然铜管与铝翅片在空调制造是涨紧在一起,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。


铜铝复合管解难题
为了空调能效比下降的问题,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空调因亲水涂料失效而导致翅片间形成水桥堵塞风道现象,从而减缓了能效比的衰减。但成本较传统材料高出20%到30%左右。
江苏兴荣的科技工作者早2005年发明了铜铝复合管(简称ACC管)代替纯铜管用于空调“两器”的连接,得了另人意想不到的效果,不但空调的能效比提高了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。而生产成本呢?因ACC管可以节铜85%,一台空调就可以节约成本120元。
江苏兴荣生产的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”的铝翅片见也无电位差,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。该管一方面利用利用比铝高1.7倍热传导能力的铜瞬间吸收热,另一方面在用比铜高2.33倍的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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