空调中最重要的一个元器件就是换热器。当前空调系统所使用的的换热器都是管翅式换热器。顾名思义,管翅式换热器是由铜管和翅片组成的,铜管内流动的是液态或气态的冷媒,空气则在风扇的吹动下从翅片间流过。两个温度不同的流体通过铜管和翅片进行换热,因此换热效果的好坏,铜管和翅片的导热性能起到了关键作用。
管翅式换热器
空调管翅式换热器中的翅片一般为铝翅片,是厚度大约在1mm左右的铝箔切割加工而成。在大部分区域,普通的铝箔翅片可以满足产品的需求,但是在某些“恶劣”区域,薄薄的铝箔会受到腐蚀问题的困扰。
铝箔原材料
尽管初中化学老师教我们铝单质在空气中会形成三氧化二铝的薄层,这个薄层有着较强的抗腐蚀效果,但是“武功再高,也怕菜刀”——当空调安装在海滨的时候,咸湿的海风会裹挟着大量的水分和盐分,这些会大大加强对翅片的腐蚀。细心的小伙伴可以留意一下三亚等一些沿海旅游胜地的空调,基本上都可以发现上面斑驳的锈迹。
普通翅片腐蚀
金色镀层翅片腐蚀
翅片镀层腐蚀老化褪色
说到防锈,大家自然而然就会想到喷漆,因为在我们身边,很多金属制品的防锈都是通过喷涂漆膜来实现防腐,大到汽车上,小到家里的金属栏杆都会有各种颜色漆。但是对于空调翅片却不能采用这么简单粗暴的手段。因为普通的漆膜,它的换热系数都比金属单质要差很多,在这种情况下如果喷了漆,就会使得换热器的换热性能大大降低,进而导致空调的能力输出和能效大大变差。
汽车喷涂
栏杆喷漆
目前我们在市场上看到的空调翅片一般会有两种颜色,第一种就是类似银色的金属色,这种颜色的一般就是普通翅片;第二种是浅金色或者蓝色的翅片,此类翅片相对于前者有一层薄薄的涂层,此类一般是亲水涂层,一方面可以使得水珠顺着翅片流下,防止在翅片间形成水桥,另一方面有着一定的防腐蚀特性,可以让翅片更经久耐用。但是即便是这样子的浅金色涂层,也无法应对海边的强腐蚀,而且此类涂层还会受到日光紫外线老化的影响,进而脱落,失去对翅片的保护效果,这就是翅片涂层的“光老化”。
浅蓝色翅片涂层的单双排冷凝器
金色涂层翅片的冷凝器
基于此,美的研发出了“石墨烯”涂层翅片,通过在涂层材质中添加石墨烯,石墨烯具有很好的片层结构,在涂层中层层叠叠形成致密的隔绝层,起到物理隔离的作用,增强涂层耐蚀性及耐老化性;同时石墨烯具有优异的导热性能,可增加涂层的导热性,在保持翅片耐蚀性的同时提高涂层的导热性。同样的涂层厚度,“石墨烯”的导热性能是同类涂层的115%,耐老化性能和防腐蚀性能更是大幅提高,不愧是“既要又要”的黑科技。
石墨烯涂层微观结构
原色石墨烯涂层的翅片
目前该翅片已逐步投入海外市场应用,相信不久后大家可以在国内市面上看到应用了此科技的空调产品。
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