不断深化“铝运用”技能的研究、拓展运用
空调行业的“铜替代”选择方向紧张是铝,很多其他行业也选择用铝进行替代,部分行业由于产品须要而选择运用量更大、价格更低的不锈钢。比如铝线电缆、铝线电机、不锈钢阀件等,某些产品的铝运用乃至已经发展了10多年。
20年前的中国空调行业还在发展中,对付铝在空调产品上的运用缺少坚实的技能储备和踏实的实验验证,尤其是个别企业对付可靠性缺少研究,大略地将空调内外机的铜连接管换成铝连接管,在舆论中造成不良影响,让铝在空调行业中的运用搁浅至今。
实际上,空调企业一贯没有放弃“铝运用”技能的研究,始终坚信这是材料和加工工艺上的大趋势。由于,铜是计策资源,中国储量不丰,且关键的定价权在国外企业手中,而铜涨价的趋势越演越烈、价格更是年年创新高,直接威胁抵家当链安全和产品价格的稳定。
虽然今年铝的价格也在上涨,但与铜比较依然存在四五倍的价格差,且环球铝矿存储量中70%都属于中国,中国掌控定价权。同时,铝从性能上与铜极为靠近,且具有轻量化、易回收、运输用度低的上风,以是从国家层面,铝的运用对付家当链的安全、行业生态康健、产品价格稳定都具备很大上风。
事实上,“铜替代”技能在家电和汽车行业已经取得了非常大的进展,进入规模化运用。例如,在冰箱行业,险些已经100%采取铝换热器;在汽车空调上,也已经100%实现了全铝微通道换热器;在阀件上,不锈钢材质成为主流;乃至在汽车充电线束上,也利用了铝导体方案。不久前频繁上热搜的小米SU7,利用的便是铝线充电线束,在小米汽车的官方回应中还提到,绝大部分新能源汽车主机厂都利用铝导体方案。可以这么说,在“铜替代”技能上,但凡用到铜的产品都在积极研发这一技能,铝和不锈钢便是个中两个主要的替代材料。
在空调行业,国外很多企业利用“铜替代”技能的产品都已经开始规模化生产,日本的大金、日立、三菱,韩国的LG、三星,美国的雷诺士、特灵、开利等空调企业在近年来均推出全铝换热器的空调室内外机。
在海内空调行业的铝运用进程上,虽然难度较大,但干系各方也在做出努力。如2021年12月中国家用电器研究院成立空调行业铝运用研究事情组并发出倡议:积极开展空调产品铝运用的技能研究,积极采取景象友好型制冷剂,持续推动空调节能技能的发展。2023年3月,这一事情组发布了首个《空调行业铝运用研究白皮书》。2023年7月,由中国家用电器研究院牵头制订的《房间空气调节器用铝制热交流器耐堕落性试验方法》团体标准正式发布。2024年7月3日第八次“空调行业铝运用研究研讨会”将在中国国际铝工业展览会上召开。
办理方案丰富,仍有技能难点亟待办理
在空调行业中“铝运用”最热门的技能研究紧张指的是换热器的部分铝制或全铝制。空调内外机连接管的“铝运用”技能难度不大,行业早已有理解决方案;阀件类的不锈钢运用也已广泛推广;换热器是空调最主要的部件,对整机性能影响大,而铝换热器尤其是全铝换热器,是目前行业紧张研究和遍及的方向。值得一提的是,铝箔是目前空调用铝量最大的一种型式。
全铝换热器目前紧张分为铝管翅式换热器和微通道换热器。对付全铝换热器来说,由于铝材料杂质的问题,最突出的可靠性滋扰成分是堕落,紧张是点状堕落和电化学堕落。针对这一问题,空调企业在培植生产线时采取铜、铝换热器生产线的隔离,并进行防尘处理;在生产时,与铝换热器有关的加工设备,只管即便用铝制,减少铜铁等元素的打仗,减少跨弯、三通设计等,不该用带氯元素的洗濯剂等。
此外,铝换热器制热时的结霜、化霜问题也是空调行业以前面临的一大难题。目前,企业通过采取椭圆管翅片微通道换热器、竖插翅片微通道换热器、亲水铝箔等办法改进排水效果。
竖插翅片微通道换热器以单排32mm扁管替代五排7mm铜管铝翅片,传热非常高效,能够办理全铝换热器制热性能不敷的问题,同时制冷剂充灌量能够减少20%~30%。此外,竖插翅片微通道换热器无须倾斜且扁管在水平位置就能办理凝露、融霜排水问题。
以上仅是目前空调全铝换热器的部分办理方案,并非全部。但这足以解释,与20年前比较,中国空调企业的铝运用研究已经储备的足够丰硕,规模化生产全铝换热器家用分体空调很快就可以实现。
然而,全铝换热器家用分体空调大规模运用的阻碍依然存在,亟待办理4个技能点。第一,铝铸造行业须要提高铝锭中纯铝的含量,高纯度的铝能够提高铝合金的力学性能和耐堕落性能。第二,铝换热器抗蚁穴堕落性好,但其点堕落、晶间堕落、电化学堕落等问题比较突出。第三,铝管换热器的全自动钎焊设备,以及微通道换热器全自动组装设备,海内仍在起步阶段,须要各行各业的参与和投入。第四,行业对铝棒、铝箔等产品的需求持续上涨,铝加工费呈震荡上行趋势,一旦规模化运用,如何稳定供求平衡将成为新课题。
最为关键的是,20年前的空调行业“黑心管”事宜对付如今的消费者接管“铝运用”技能有何影响,仍是行业要考虑的问题。对此,有企业卖力人表示:“20年前中国空调行业曾经宣扬过‘谁家空调重谁家的质量好’这一大略的判断方法。这在当时并没有问题,但现在推动‘铝运用’,如何让消费者接管‘空调并不能只看用料、重量’这个变革,企业和行业在做产品宣扬时要充分考虑,做好勾引事情。”
行业发展不应陷入“铝代铜”的纠结,由于无论用铜、用铝,终极的目的都是为了给消费者呈现更好的产品,用铜和用铝是可以并存的技能方向,关键是看哪种技能更佳,更能在同样品质下掌握本钱,在资源、双碳等国家计策层面供应更多意义。
嫡黄花,铝运用元年大概就在目前。在2023年武汉举办的“第七次空调行业铝运用研究研讨会”上,美的楼宇科技的李丰部长先容说:“美的楼宇科技从2012年开始研究铝换热器,2017年开始批量运用,目前AHU、Acoil、FFM、FCU系列运用铝换热器,紧张为室内蒸发器;从2017年开始研究微通道换热器,2020年开始运用于北美屋顶机系列,紧张为室内和单冷外机。”不仅是美的楼宇,包括海信、海尔、TCL在内的各大空调企业均也早已经开始了技能储备并且运用到出口机上。2024年很有可能成为铝运用的元年,会有更多的企业开启全铝换热器的运用。
(本文首发于《电器》杂志,作者苏亮)