空调换热器散热翅片铝箔,小材料里面的大秘密!
失意的片刻
2023年05月24日 09:21:27
只看楼主

来源:制冷空调换热器

  当下住宅设计越来越注重立面美观,为弱化空调百叶对立面整体性的影响,建筑设计师常要求将空调机位设置在建筑的凹槽部位。 而本文我们将结合项目实践,以设置在凹槽内的高层住宅空调室外机位相关问题为探讨点,基于数值模拟,以提供参考。    

 
当下住宅设计越来越注重立面美观,为弱化空调百叶对立面整体性的影响,建筑设计师常要求将空调机位设置在建筑的凹槽部位。 而本文我们将结合项目实践,以设置在凹槽内的高层住宅空调室外机位相关问题为探讨点,基于数值模拟,以提供参考。    

今天我们来讲一讲空调换热器散热片铝箔,也就是我们常说的“铝制翅片”。铝箔是空调换热器的关键材料,和换热器铜管一样,非常重要,影响着换热器的整体性能。


     
     

     


下图展示的是几类不同的铝箔:


可以看到,没有任何防腐涂层光的铝箔为银色,表面没有任何防腐涂层。而目前很多空调的翅片是有防腐涂层的,很多呈现为蓝色、绿色,目的就是提高翅片的耐蚀性。以上, 一般有涂层的是亲水铝箔。


亲水铝箔

  

相比于普通铝箔

亲水铝箔的神奇之处就在于:

它进行了表面处理——

多了亲水层。

亲水层如此神奇?

对!加了这一层可不是加件衣服这么简单,它的性能也随之变化!亲水层能使热空气中的水分在换热片上凝结的水珠易于铺展开而顺着片材向下流走,这样可以避免因换热片之间的水珠“搭桥”而影响换热器的通风效果,从而使热交换率提高5%。

亲水铝箔6大优点:


如果用更专业的语言来讲述的话,亲水铝箔的亲水性是这样的:

涂有亲水涂层的铝箔表面对水有极强的亲合力,冷凝水在翅片上扩散快,不容易形成“水桥”,因而在空调运转时通风效果好。衡量亲水性的指标称为亲水角。

下表是亲水涂层铝箔与非亲水铝箔通风情况的对比:

1、 非亲水性铝箔,片距越小,压降比越大

对于非亲水性铝箔,片距越小,压降比越大,蒸发器的换热效率越低。以列距为25.4的换热器为例测得不同风速通过时压降比的变化曲线如下图:

*注:压降比是指换热器湿润状态下一定流速的气流通过时前后的压差ΔPw与干燥状态下一定流速的气流通过时前后的压差ΔPd 的比值。压降比越大,说明气流通过换热器时所受的阻力越大。


2、 亲水涂层翅片,接触角越小,压降比越低

对于亲水涂层翅片,接触角越小,压降比越低,蒸发器换热效率越好。用亲水角不同的一组涂层铝箔测试得出压降比曲线如下图:

然而—— 岁月最无敌!!!

亲水膜随时间的推移会老化、氧化

亲水性能将明显衰退,

使得制冷过程中产生冷凝水,

在铝箔翅片间形成水桥,堵塞循环风道,

导致制冷效果逐年衰减。


空调换热器铝箔主要技术指标(主讲亲水铝箔)

  


1 、铝箔的板型

首先,涂层铝箔的生产工艺要求铝箔要有良好的板型,这是涂层铝箔生产的先决条件。衡量板型指标的单位是 I 。一般的涂层生产设备对板型的要求都在 20—40I 以内,如果大于此值,则需在涂层设备前加一套张力矫直系统。一般涂层设备的其铝带运行路线都较长,处理工序及导辊也较多。因此,如果不配备张力矫直系统,一旦出现板型不好就很容易在运行中起折,导致无法生产。

其次,空调生产过程对铝箔的板型也有较高的要求。一般的换热片冲制生产线都使用真空吸盘方式进行铝箔传送,如果铝箔的板型不好,表面不平整,就会导致铝箔的真空吸送方式无法正常进行。


2、涂层厚度     

铝箔表面的涂膜厚度没有硬规定,一般都在 3/1m 以下。因涂料的价格一般都较贵,所以在满足性能要求的前提下涂膜厚度控制得越薄,生产成本就越低。涂层厚度直接影响到涂层的各项性能指标,因此要求铝箔表面的涂层厚度要均匀一致。

3、涂层附着力    

涂层附着力是铝箔与其表面涂层粘合牢度的指标。如果涂层附着力过小,则涂层铝箔在进一步加工和使用中,表面涂膜就容易脱落,进而严重影响涂层铝箔的重量,因此要求涂层附着力越强越好。涂层附着力一般只能定性地进行检测,其主要检测方法有耐磨擦试验、划格试验和杯突法等。

4、亲水性能   

亲水铝箔在使用一段时间后,会因为受各种环境因素的作用而使表面的亲水性能受到影响。因此,亲水性能一般分为初期亲水性与耐环境试验后的亲水性能。

亲水性能的好坏由水粘到铝箔表面后所形成的角度大小而决定。一般产品的初期亲水性要求 a<100 ,耐环境试验后亲水性要求 a<250

6、耐腐蚀性能

耐腐蚀性能主要体现在三个方面,我们在后文中重点来讲。

空调换热器铝箔有哪些类别?

  

我们简单来进行一个分类:


     

     

     

     

1 、非涂层铝箔


非涂层铝箔其实就是上面我们看到的银色光板,是经轧制退火,表面未经过任何形式处理的铝箔。现在我们国家空调用非涂层铝箔的非常少,国外还有用,占比不到50%,而15年前非涂层铝箔是主流。


2、涂层铝箔


涂层铝箔表面已经经过处理,比非涂层功能更多。日本、德国15年前开始用涂层铝箔,我们国家使用涂层铝箔的时间不超过10年。后面所讲的耐腐蚀铝箔、亲水性铝箔等很多都可以归为涂层铝箔。


3、耐腐蚀铝箔


顾名思义,耐腐蚀铝箔,表面涂有抗腐蚀保护层。耐腐蚀铝箔不仅可以用于恶劣环境,提高空调使用寿命,还可以帮助提高空调通风质量,因此应用较多。


4、亲水性铝箔


亲水性铝箔表面具有较强的亲水性,另外也具有一定耐腐蚀性。其主要功能是疏水,避免因换热片之间的水珠 搭桥 而影响换热器的通风效果,从而提高空调的热交换率。


5、憎水性铝箔


憎水性铝箔又叫斥水性铝箔,其表面性能和亲水铝箔正好相反,但最终目的也是不让冷凝水存留在换热片之间。不同之处在于,憎水铝箔是通过加大冷凝水与换热片的接触角,使冷凝水形成易于滑落的水珠而达到去除换热片间冷凝水的目的。


6 、自润滑性铝箔


自润滑铝箔是在其冲制加工时不需要单独加润滑油,其冲制时的润滑由铝箔表面预先处理的膜来承担。由于不需要专门加润滑油,因此也就省去了后续的三氯乙烯清洗和烘干工序。


7、防霉铝箔


防霉铝箔主要用于空凋的室内机部分,其主要功能是防止换热片因使用或放置时间较长而产生表面发霉,从而改进空凋的通风质量。


空调换热器铝箔的主要实验测试

  


     

     

     

     

1 、耐碱性实验


由于换热片冲制后表面的润滑油需用碱性清洗剂去除,所以要求铝箔表面的功能涂层必须具有一定的耐碱性。实验条件一般是在20%的NaOH溶液中浸泡3分钟,再拿出实验铝箔,看铝箔是否起泡。

 

2、耐湿热性能实验。


这个实验是在一定温度,一定湿度下长时间放置之后来检验其被腐蚀的程度,从而判断其耐腐蚀性。该性能也是衡量换热片耐气候能力的一个重要指标。

 

3、盐雾实验。


实验目的: 用专业仪器对翅片耐腐性进行极限测试盐雾实验,来模拟现实中的恶劣环境对翅片的影响。



实验条件: 将试验品铝箔放置在为35 ℃、3%的盐水喷雾环境中。


实验依据: 《GB/T10125-2012-人造气氛腐蚀试验-盐雾试验》。一般户外环境材料要求耐中性盐雾500h。


实验要求: 要求500h不能有腐蚀斑点,因为耐盐雾腐蚀性的好坏直接关系到换热片使用寿命的长短。

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