1. Будущее кондиционирования воздуха
После десятилетий политики открытости и усилий китайских производителей кондиционеров Китай был признан центром отрасли кондиционирования воздуха. По сообщениям, общий выпуск кондиционеров в Китае в 2011 году достиг 139 миллионов комплектов, что составляет около 80% мирового производства. При этом рост спроса непрерывно стимулируется политикой урбанизации, глобальным потеплением и т.д.
В кондиционерах в целом используются два типа трубок:
а. Трубки для теплообмена, например трубки конденсаторов и испарителей;
б. Трубки для целей, не связанных с теплообменом, например трубки наружного блока и соединительные трубки между внутренним и наружным блоками.
Последние не обязательно должны обмениваться теплом, что даёт возможность заменить медные трубки двухслойными паяными медью стальными трубками (теплопроводность стали составляет 1/8,5 от теплопроводности меди, поэтому сталь теряет меньше тепла, чем медь, и более энергосберегающа).
По приблизительным оценкам, каждый комплект кондиционера требует 1,5 кг медных трубок. На наружный блок приходится 0,5 кг, а на соединительные трубки — 1 кг. Исходя из объёма производства 2011 года, рынок составляет около 200 000 метрических тонн. Если все они будут заменены двухслойными стальными трубками, это станет огромной возможностью для производителей двухслойных стальных трубок и позволит сэкономить огромные объёмы медных ресурсов.
2. Характеристики трубок Банди для кондиционеров
А. Эффект старения
Обычно проходит длительный период от закупки трубки для кондиционера до её установки. Для трубок внутреннего блока и соединительных трубок он ещё дольше. Таким образом, эффект старения двухслойных паяных медью стальных трубок должен быть сведён к минимуму для обеспечения гибкости при лёгкой гибке.
Б. Эффект упрочнения
Более высокий показатель деформационного упрочнения n означает большее удлинение трубок и хорошую пригодность для холодной формовки. С другой стороны, быстрое упрочнение затрудняет гибку и развальцовку. Поэтому трубки Банди для кондиционеров требуют умеренно более низкого показателя упрочнения для приемлемого удлинения.
В. Механические характеристики
а. Прочность на растяжение не является проблемой. Для стальных трубок она составляет минимум 290 МПа, а для медных трубок — минимум 270 МПа.
б. Предел текучести стальных трубок составляет минимум 180 МПа, тогда как отрасль кондиционирования предпочитает более низкий предел текучести для лёгкой формовки трубок, в идеале ниже 140 МПа.
в. Удлинение: для стальных трубок требуется 25%, тогда как для кондиционеров требуется минимум 38%, желательно 40%.
Г. Химический состав
Согласно требованиям к механическим характеристикам, целей можно достичь с использованием сверхнизкоуглеродистой стали (содержание углерода менее 0,004%). Исходное содержание углерода в двухслойных стальных трубках составляет 0,02%-0,08%.
Д. Испытание на изгиб
Исходные стандарты для стальных трубок определяют 3 диаметра трубки как диаметр гибочного шаблона для трубок диаметром не более 8 мм. Для трубок диаметром более 8 мм — 6 диаметров. Однако гибка трубок в кондиционерах в основном выполняется менее чем на 3 диаметра трубки.
Е. Коэффициент деформации
Коэффициент деформации медных трубок, используемых для кондиционеров, обычно должен составлять 1,15-1,23. (Коэффициент деформации определяется как отношение большой оси к малой оси эллиптического сечения трубки, образующегося при гибке).
Ж. Защита от коррозии
а. Испытание NSS
Многие трубки эксплуатируются на открытом воздухе в любую погоду, и очень часто на наружной поверхности трубок образуется конденсат. Для трубок, используемых в кондиционерах, в основном требуется минимум 500 ч. Некоторые производители требуют даже 1000 ч.
б. Сварочный эффект
Трубки иногда соединяются сваркой. Температура сварки превышает 800℃, а температура пламени ещё выше. Наружная отделка трубок не должна плавиться или ухудшаться.
в. Удлинение
Трубки должны покрываться защитными покрытиями от коррозии, и покрытия не должны разрушаться после гибки, развальцовки или обжатия трубок.
г. Свариваемость
Наружная поверхность должна быть свариваемой с медными трубами. Это требование ограничивает виды наружной отделки и повышает сложность сварки.
З. Чистота внутренней поверхности
Остаточное содержание загрязнений паяных стальных трубок составляет 160 мг/м2, тогда как кондиционеры требуют 25~38 мг/м2.
3. Заключение
Медные трубы кондиционеров свариваются вручную. Качество сварки зависит от опыта и навыков операторов, и существует высокая вероятность холодной пайки, поскольку ручная сварка не может точно контролироваться по температуре и времени сварки. Влияние сварки на обработку поверхности также может стать основной проблемой для замены.
Мы провели ряд исследований и экспериментов. Образцы были испытаны на кондиционерах, и был составлен отчёт объёмом более 40 страниц. Признание пришло от крупных производителей кондиционеров после испытаний реальной продукции, и мы ожидаем следующего этапа — применения в небольших объёмах.
На основе вышеизложенного обсуждения наш вывод состоит в том, что замена медных трубок двухслойными паяными стальными трубками вполне осуществима. Однако существуют технические препятствия, которые необходимо решить, и они являются вызовом для всей отрасли.
В то же время отрасли кондиционирования воздуха требуется больше времени для проверки и принятия новых технологий. До замены медных трубок двухслойными паяными медью стальными трубками предстоит пройти долгий путь.
