新寵材料：銅鋁連接管在空調(diào)中的應(yīng)用

龍志強(qiáng)

【摘 要】近日，多家大型空調(diào)品牌如格力、海爾、科龍等都開始采用銅鋁連接管來替代原來的銅連接管，這一變革符合全國(guó)人大修訂的《節(jié)約能源法》，得到了同行業(yè)的認(rèn)同。銅鋁連接管較銅管有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，成為空調(diào)用材中的新寵材料。本研究綜述了空調(diào)及其發(fā)展歷程介紹、銅鋁連接管的優(yōu)勢(shì)分析、空調(diào)連接管的應(yīng)用分析等內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】銅鋁連接管；節(jié)能；環(huán)保

據(jù)資料顯示，目前我國(guó)每年空調(diào)生產(chǎn)量已達(dá)到5100萬臺(tái)，選用銅鋁連接管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銅管，即實(shí)現(xiàn)以鋁代銅，具有重要的節(jié)能環(huán)保意義。專家研究發(fā)現(xiàn)采用銅鋁連接管不僅能夠節(jié)約大量的電能，而且可以節(jié)約銅資源，為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略做出貢獻(xiàn)。銅鋁連接管技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了一定的過程，銅鋁連接管具有一些明顯的優(yōu)勢(shì)，在空調(diào)的實(shí)際生產(chǎn)中得到了廣泛地應(yīng)用。不過隨著技術(shù)的發(fā)展，這些功能材料還會(huì)不斷地更新。

1 空調(diào)及其發(fā)展歷程介紹

1.1 空調(diào)的相關(guān)介紹

空調(diào)是人們生活中非常常見的，給人們的生活創(chuàng)造了非常舒適的環(huán)境，并且空調(diào)在很多國(guó)家都得到了比較廣泛地應(yīng)用。而空調(diào)它具體指的是用人工手段，對(duì)建筑物內(nèi)環(huán)境空氣的溫度、濕度以及潔凈度等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制的過程，主要包括了空調(diào)制冷和制熱過程，而且這些功能的實(shí)現(xiàn)是依賴于壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器以及毛細(xì)管組件等，這些部分都發(fā)揮著不可替代的作用。

空調(diào)的制冷及制熱原理為：首先，是空調(diào)制冷原理?？照{(diào)的制冷系統(tǒng)有以下部分組成，它包含了壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥等部分，而空調(diào)制冷的具體原理是各制冷系統(tǒng)中元件的綜合作用，這幾個(gè)制冷部分通過連接形成一個(gè)封閉系統(tǒng)，在這個(gè)封閉的系統(tǒng)中壓縮機(jī)將蒸發(fā)器所產(chǎn)生的低溫低壓制冷劑蒸氣吸入汽缸內(nèi)，然后通過一系列的作用將汽缸內(nèi)的高壓制冷制蒸氣排到冷凝器中，在冷凝器的作用下，制冷劑變成液態(tài)，再通過膨脹閥的作用進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑汽化，這整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了制冷效果。其次，是空調(diào)制熱原理。壓縮機(jī)吸入低壓氣體經(jīng)過壓縮變成高溫高壓氣體，高溫氣體通過換熱器把水溫提高，高溫氣體會(huì)冷凝變成液體，而液體在進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，液體經(jīng)過蒸發(fā)器后變成低壓低溫氣體，低溫氣體再次被壓縮機(jī)吸入進(jìn)行壓縮，不斷地循環(huán)下去就實(shí)現(xiàn)了制熱過程。

1.2 空調(diào)的發(fā)展歷程介紹

空調(diào)的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)比較漫長(zhǎng)的過程，空調(diào)的起源比較早，大約在公元前一千年左右的時(shí)候，波斯人就發(fā)明了一種可以進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，而在近代英國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)壓縮及液化某種氣體可以將空氣冷凍，這個(gè)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了空調(diào)進(jìn)一步發(fā)展，只不過當(dāng)時(shí)還停留在理論階段。在20世紀(jì)初，首個(gè)電力推動(dòng)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)誕生，而在1915年誕生了世界上最大的一家空調(diào)公司，但最初空調(diào)的發(fā)展不是為人們服務(wù)的，真正將空調(diào)用于人身上是在1924年。大多數(shù)的人是在電影院里第一次接觸空調(diào)的，也正是因?yàn)榭照{(diào)的存在，夏季成為人們看電影的季節(jié)，而空調(diào)的普及應(yīng)該是在20世紀(jì)70年代左右。隨后的時(shí)間里，空調(diào)也得到了不斷地發(fā)展，空調(diào)技術(shù)也在快速地發(fā)展。

2 銅鋁連接管的優(yōu)勢(shì)分析

2.1 節(jié)能性能良好

銅鋁連接管的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在節(jié)能性能良好，空調(diào)是一個(gè)耗電的裝置，因此空調(diào)的節(jié)能性能是一個(gè)衡量空調(diào)質(zhì)量的重要指標(biāo)。空調(diào)器室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)的連接管是空調(diào)的一個(gè)重要的部件，而且連接管的材質(zhì)可以影響整個(gè)系統(tǒng)節(jié)能的效果，連接管的傳熱效率低的時(shí)候更能起到節(jié)能效果，換一種說法就是連接管的隔熱效果越好越能節(jié)省電量，在傳統(tǒng)的連接管材料選擇時(shí)，通常會(huì)采用銅管，并且會(huì)在銅管外加一層保溫套[1]，目的是要降低溫度的散失，而銅鋁管的導(dǎo)熱系數(shù)要遠(yuǎn)小于銅管，也正因?yàn)槿绱?，才起到了更好地?jié)能作用。

2.2 管道強(qiáng)度高、性能優(yōu)、壽命長(zhǎng)

銅鋁連接管是采用一種特殊的焊接技術(shù)制成的，這種焊接技術(shù)保證了連接管不會(huì)出現(xiàn)裂縫問題，銅鋁連接管的焊縫強(qiáng)度要遠(yuǎn)高于銅管和鋁管，這也就決定了銅鋁連接管的高性能。另外，銅鋁連接管的內(nèi)壁還不會(huì)產(chǎn)生腐蝕，這可能是因?yàn)殇X質(zhì)材料制冷劑不含水分，傳統(tǒng)的空調(diào)制作中也是利用了鋁質(zhì)材料的這一特性，采用鋁質(zhì)材料的連接空調(diào)也占有很大數(shù)量，銅鋁管的耐腐蝕性也就鑄就了它的長(zhǎng)壽命，所以說銅鋁連接管不僅具有管道強(qiáng)度高、性能優(yōu)的特點(diǎn)，同時(shí)還具有使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)[2]，這些特點(diǎn)也決定了它在空調(diào)制作中的廣泛使用。

易于安裝和移機(jī)銅鋁管便于安裝和移機(jī)主要是因?yàn)樗膹澢阅軆?yōu)良，鋁這種材質(zhì)較軟，所以合成的銅鋁管也是一種材質(zhì)軟的材料，使得銅鋁管有很好的強(qiáng)度，這個(gè)特點(diǎn)是非常有利于安裝和移機(jī)的，在空調(diào)的研究過程中，曾經(jīng)試圖通過降低銅管的厚度來降低成本，但是銅管厚度不夠就會(huì)出現(xiàn)凹陷或者折扁，這就很容易造成連接管與內(nèi)外機(jī)之間密封效果不好，甚至發(fā)生泄漏，從而影響到空調(diào)的工作效率，所以說銅鋁管是銅管的優(yōu)良替代材料。

3 空調(diào)連接管的應(yīng)用分析

3.1 空調(diào)中的銅替代技術(shù)

傳統(tǒng)的空調(diào)制作中，空調(diào)器室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)的連接管主要采用的銅管，但是由于銅資源的緊張以及銅管的一些缺點(diǎn)，決定了銅管不能在空調(diào)制作中長(zhǎng)期使用，我國(guó)銅資源相對(duì)比較匱乏，利用銅管造價(jià)過高，而同時(shí)受到了銅管的特殊性質(zhì)，導(dǎo)致制作過程中不能銅管降低管厚度來節(jié)約成本，所以就要求開發(fā)新的連接管。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，慢慢地利用鋁質(zhì)的連接管，鋁質(zhì)連接管相比銅管有很多明顯的優(yōu)勢(shì)，比如說使用壽命長(zhǎng)、便于安裝等[2]，鋁質(zhì)連接管在我國(guó)空調(diào)制造業(yè)中得到了比較廣泛地應(yīng)用，我國(guó)的鋁質(zhì)連接管空調(diào)占有很大的數(shù)量，但又由于鋁質(zhì)連接管的強(qiáng)度不夠，因此又開發(fā)出銅鋁連接管，這種銅鋁連接管要優(yōu)于銅管和鋁管，生產(chǎn)出的空調(diào)性能也要優(yōu)于傳統(tǒng)制作的空調(diào)，我國(guó)的空調(diào)中的銅替代技術(shù)還在不斷地發(fā)展。

3.2 銅鋁連接管的技術(shù)性分析

銅鋁連接管指的是銅鋁銅復(fù)合結(jié)構(gòu)空調(diào)器連接管，主要是將原來的銅管用一部分鋁來代替，從而改變連接管的強(qiáng)度、性能。銅鋁連接管的技術(shù)性分析主要涉及到鋁管的承壓力、銅鋁管的耐腐蝕性以及銅鋁管焊接的可靠性等。因?yàn)?，理論上鋁管的承壓力要遠(yuǎn)小于銅管，所以要進(jìn)行鋁管的承壓力分析來保證銅鋁管的可靠；雖然鋁管具有很好的耐腐蝕性，但是為了保證連接管的可靠，就需要做銅鋁管的耐腐蝕性分析，而且也有必要對(duì)銅鋁管表面進(jìn)行相應(yīng)的化學(xué)處理，來提高銅鋁管的耐腐蝕性；在銅鋁管焊接可靠性分析過程中，主要進(jìn)行密封性能、抗拉抗彎強(qiáng)度性能、鹽霧試驗(yàn)以及熱周期性能試驗(yàn)[3]。總之，銅鋁管的技術(shù)分析目的在于保證銅鋁管使用的可靠性。

3.3 銅鋁連接管的經(jīng)濟(jì)性分析

銅鋁連接管的經(jīng)濟(jì)性分析主要是針對(duì)空調(diào)生產(chǎn)成本進(jìn)行的，我國(guó)是一個(gè)空調(diào)生產(chǎn)和使用大國(guó)，同時(shí)我國(guó)的銅礦資源相比鋁礦而言是比較匱乏的，而且開采銅礦的成本也是很高的，因此在空調(diào)的制作過程中選擇用鋁代替銅，有人曾估算過，采用銅鋁管材料生產(chǎn)空調(diào)的成本要遠(yuǎn)低于銅管制作的空調(diào)。

4 結(jié)語

空調(diào)是現(xiàn)代人們生活的必須品，特別是在全球變暖的今天，人們的生活環(huán)境發(fā)生了很大變化，特別是夏季的酷熱給人們?cè)斐闪撕艽蟮睦_，而空調(diào)的應(yīng)用，幫助人們度過炎熱的夏天。因此，要不斷地研發(fā)出新的空調(diào)制作技術(shù)，同時(shí)也要開發(fā)出新的、性能好的替代材料。

【參考文獻(xiàn)】

[1]趙越，黃聿川，左鐵軍.實(shí)現(xiàn)鋁代銅是制冷行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)[J].家電科技， 2012（09）：56-58.

[2]李遠(yuǎn)方.銅鋁連接管破難題 空調(diào)巨頭共推新材[N].中國(guó)工商報(bào)，2011（07）：2-3.

[3]王忠良.銅鋁復(fù)合技術(shù)讓空調(diào)業(yè)很“涼爽”[N].中國(guó)有色金屬報(bào)，2010（06）：6-7.

[責(zé)任編輯：薛俊歌]