高耐腐蝕鋁箔換熱器應(yīng)用研究

武滔

摘要：改變翅片用鋁箔的耐蝕層涂料和涂層厚度獲得高耐蝕的鋁箔，本文從鹽霧試驗(yàn)和微觀形貌上兩方面對比研究了高耐蝕鋁箔和普通親水鋁箔的耐蝕性能，并測試驗(yàn)證了兩種鋁箔對整機(jī)性能的影響，論述了高耐蝕鋁箔解決海洋氣候環(huán)境翅片風(fēng)化問題的可行性。

關(guān)鍵詞：高耐蝕；翅片；海洋氣候；鹽霧試驗(yàn)

RESEARCH ON APPLICATION OF HIGH-RESISTANT HEAT EXCHANGER WITH ALUMINUM FOIL

Wu Tao

（GD Midea Refrigeration Equipment Co.， Ltd. Guangdong Foshan 528311）

Abstract：To change the material and thickness of aluminum foils coating can make high-corrosion resistant aluminum foil.This paper contrast the corrosion resistance of high-corrosion aluminum foil and ordinary hydrophilic aluminum foil through salt spray test and micromorphology. And also testing the machine performance of the two kinds of aluminum foil，that demonstrates the high-corrosion resistant aluminum foil applying in marine climate is OK.

Keywords：High corrosion resistant； Fin； Marine climate； Salt spray test

1、引言

空調(diào)器的換熱器承載著空調(diào)熱量交換的功用，一般家用空調(diào)器所采用的換熱器是銅管鋁翅式換熱器，換熱器主要熱阻在空氣側(cè)翅片與空氣的換熱熱阻，約占換熱器總熱阻的70～80%，鋁翅片狀態(tài)的好壞直接影響到換熱器的換熱效率，從而影響到空調(diào)器是否節(jié)能。

我們常在海濱海島的地方看見空調(diào)器的冷凝器翅片變白，部分已經(jīng)風(fēng)化甚至翅片脫落，這會嚴(yán)重降低空調(diào)的使用品質(zhì)和能源效率。原因就在于，靠近海邊或工業(yè)污染嚴(yán)重的地區(qū)，空氣中的鹽份或酸等雜質(zhì)會加速侵蝕翅片表面，腐蝕翅片。普通的換熱器翅片無法承受海邊或受污染大氣的長期侵蝕，必須針對這些特殊使用環(huán)境研究新的翅片技術(shù)方案。

2、大氣環(huán)境分類

國際標(biāo)準(zhǔn)ISO12944-5根據(jù)不同大氣環(huán)境的腐蝕性及其特征污染物質(zhì)的污染程度，將大氣環(huán)境大致分為鄉(xiāng)村大氣、城市大氣、工業(yè)大氣和海洋大氣四種類型，具體大氣環(huán)境腐蝕性分級如表1所示。

從分級表中可以看出，高溫高濕的海邊氣候是最高級別的腐蝕性氣候，特別是一些海島國家。從市場上反饋回來的信息也證實(shí)了這一點(diǎn)，海島上安裝的空調(diào)器換熱器翅片腐蝕脫落的速度是最快的，如圖1所示，空調(diào)剛安裝一年后普通親水翅片就是風(fēng)化的狀態(tài)了。

3、研究方法

目前普通的空調(diào)換熱器翅片是由帶涂層的鋁箔沖制而成，在鋁箔的雙層表面先后涂覆處理兩層涂料，分別為起耐蝕作用的耐蝕層和起親水作用的親水層。我們的目標(biāo)是研究提升翅片耐腐蝕性能，以適合在海邊海島這樣的高腐蝕性大氣環(huán)境下正常使用空調(diào)。如圖2所示，研究方法是改變耐蝕層涂料和厚度以獲得更好的耐蝕性能，同時確保傳熱性能不降低。

研究不同的鋁箔和涂層方案，然后采用鹽霧試驗(yàn)及其評價標(biāo)準(zhǔn)來評價鋁箔耐蝕性能的提升方案是否滿足目標(biāo)。將不同方案的鋁箔切成100mm×50mm的試驗(yàn)片，放置在恒溫（35±2）℃的鹽霧箱中，以每小時控制鹽霧沉降為（1～2）g/80cm2的量連續(xù)噴霧，在一定時間后取出各鋁箔片，用脫脂棉蘸蒸餾水擦凈鋁箔表面并在烘箱中烘干。在光線充足或燈光直接照射下與等級RtNo9.8和RtNo9.5的標(biāo)準(zhǔn)圖譜比較，得出腐蝕程度評價。

4、研究數(shù)據(jù)及分析

4.1 鹽霧試驗(yàn)

通過改變耐蝕涂料及涂層厚度，獲得新的高耐蝕鋁箔方案，并且實(shí)現(xiàn)新鋁箔預(yù)涂后，選取普通親水鋁箔和高耐腐蝕方案的親水鋁箔兩種樣片放在鹽霧箱中進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)，目標(biāo)同樣試驗(yàn)2000小時，但普通親水鋁箔因腐蝕較快，在400小時就腐蝕明顯，所以提前取出。耐腐蝕方案鋁箔做滿2000小時后取出。兩者結(jié)束試驗(yàn)后取出對比如圖4所示。

鋁箔單體鹽霧試驗(yàn)后，可以直接從外觀上看到區(qū)別，涂層銹點(diǎn)、起泡和穿孔越多，鋁箔耐腐蝕性越差。圖4中可以明顯看出左邊的普通親水鋁箔有很多處腐蝕痕跡和穿孔，而右圖耐腐蝕方案的親水鋁箔表面經(jīng)過更長時間的腐蝕時間，仍然光澤如新，只有很少、微小的印記，兩者對比，耐腐蝕鋁箔比普通親水鋁箔的耐蝕性能提升5～10倍。

4.2 腐蝕微觀形貌

換熱器單體在鹽霧箱放置試驗(yàn)，短時間內(nèi)外觀不易查看區(qū)別，但可以電鏡掃描翅片得到微觀圖片輔助參考。如表2所展示的兩種鋁箔的腐蝕位置微觀形貌對比，普通親水鋁箔的表面涂層已龜裂分塊，完全喪失保護(hù)能力，而高耐蝕鋁箔的表面腐蝕即使最嚴(yán)重的狀態(tài)也要比普通親水鋁箔輕。

4.3 整機(jī)性能對比測試

本研究選取1款出口海灣國家的28機(jī)作為研究對象，同時對比使用普通親水鋁箔換熱器和高耐蝕鋁箔換熱器的空調(diào)整機(jī)性能，對比數(shù)據(jù)如表3所示。

通過表3中的實(shí)測數(shù)據(jù)可知，如果只在冷凝器上切換高耐蝕鋁箔，整機(jī)性能有高有低，平均值與普通親水鋁箔相當(dāng)；如果在蒸發(fā)器和冷凝器上全部切換高耐蝕鋁箔，整機(jī)性能全部下降，平均下降約2%。所以理想的方案是只將高耐蝕鋁箔應(yīng)用在空調(diào)冷凝器上，因?yàn)槭覂?nèi)機(jī)蒸發(fā)器所處的大氣環(huán)境并沒有室外那么惡劣，所以這樣是可行的。

5、結(jié)論

通過對空調(diào)換熱器翅片的耐腐蝕性的實(shí)驗(yàn)研究，得到以下結(jié)論：

（1）改變翅片用鋁箔的耐蝕層涂料和涂層厚度獲得高耐蝕的鋁箔，耐蝕能力同比普通親水鋁箔提升5～10倍。

（2）通過對鋁箔腐蝕位置的微觀形貌觀察，普通親水鋁箔的表面涂層已龜裂分塊，完全喪失保護(hù)能力，而高耐蝕鋁箔的表面腐蝕即使最嚴(yán)重的狀態(tài)也要比普通親水鋁箔輕。

（3）只在冷凝器上切換高耐蝕鋁箔，整機(jī)性能平均值與普通親水鋁箔相當(dāng)，是不影響整機(jī)性能最好的應(yīng)用方式。

參考文獻(xiàn)

[1]馬騰，王振堯，韓薇.鋁和鋁合金的大氣腐蝕. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，2004年5月，第16卷，第3期

[2]王玲，牟獻(xiàn)良，朱蕾等.大氣環(huán)境腐蝕性分類分級研究綜述，裝備環(huán)境工程，2010年12月，第7卷，第6期

[3]陸郁. 耐重鹽害處理在空調(diào)器的應(yīng)用. 家電科技， 2013年08期

[3]張凱，劉舒楊.基于認(rèn)知負(fù)荷調(diào)節(jié)的交互規(guī)則構(gòu)建策略研究.設(shè)計(jì)，2016年29期