Цільноалюмінієві теплообмінники для кліматичного ринку

Багато років, мідні труби з алюмінієвим обребренням були типовим вибором для конденсаторних теплообмінників в кліматичному обладнанні, але з причини стрімко зростаючих цін на мідь, виробники останнім часом почали серйозно розглядати застосування алюмінієвих труб в якості одного із засобів зниження собівартості і підвищення енергоефективності.

Конденсаторні теплообмінники з алюмінієвими трубами і алюмінієвим оребренням десятиліттями продаються на світовому ринку. Вже в 1970-х роках, американські General Electric і Bryant, підрозділи компанії Carrier, намагалися адаптувати ці системи в зовнішніх блоках. Однак пайка алюмінієвих труб і трубні з'єднання між внутрішніми і зовнішніми блоками, які виробляються на об'єкті, представляли певні труднощі. Крім того, обслуговування та ремонт при виникненні витоку виявилися надзвичайно складними для сервісних інженерів і, з цієї причини, цільноалюмінієві теплообмінники так і не набули широкого поширення.

Рис. 1. Традиційні теплообмінники мідь / алюміній (ліворуч)
і плоскі теплообмінники з алюмінієвими трубками (праворуч).

Змійовики цільноалюмінієвих теплообмінників, які називаються мікроканальні, були розроблені в 2008 році, після чого виробники автомобільних компонентів Luvata і Delphi приступили до продажу мікроканальних теплообмінників. Згодом, Carrier і інші компанії почали процес їх адаптації до свого кондиціонерного обладнання. На цей момент, провідні японські виробники автомобільних кондиціонерів, такі як Denso і Sanden, а також деякі китайські підприємства, наприклад Sanhua і DunAn, випускають цільноалюмінієві теплообмінники.

Мікроканальні теплообмінники

Мікроканальні теплообмінники використовувалися в автомобільній промисловості протягом 20 років, проте на традиційному кондиціонерному ринку дана технологія з'явилася нещодавно.

Мікроканальні конденсаторні теплообмінники використовують цільноалюмінієву конструкцію з паяним ребрами. Змійовик складається з трьох компонентів: плоска мікроканальна трубка, обребрення, розташоване між мікроканальних трубок, і дві холодоагентні магістралі.

Якість і конструктивна цілісність теплообмінників можуть бути оптимізовані завдяки необхідності лише однієї пайки - в порівнянні з 200 або 300 ручних паяних з'єднань у традиційних пристроїв типу мідь/алюміній (Cu/Al).

За словами компанії Luvata, виробника змійовиків для теплообмінників, мікроканальні системи відрізняються наступними особливостями:

• Підвищена ефективність порівняно з традиційними теплообмінниками.
• Зменшений обсяг заправки, як фактор зниження вартості - менша кількість холодоагенту з причини малого внутрішнього об'єму трубок теплообмінника.
• Підвищена простота переробки завдяки використанню лише одного типу (алюміній).
• Уповільнений процес корозії в порівнянні з двохметалевими (Cu/Al) теплообмінниками.

Використання цільноалюмінієвих теплообмінників зростає

У Японії виробники автомобільних компонентів приступили до застосування алюмінієвих теплообмінників раніше представників кліматичної галузі. Проте, з урахуванням стійкого підвищення цін на мідь, кондиціонерні компанії нарощують темпи розробки алюмінієвих пристроїв. У лютому 2009 року, підприємство Corona анонсувало введення в експлуатацію першого на ринку надзвичайно стійкого до корозії алюмінієвого теплообмінника в деяких моделях своїх водонагрівачів на базі теплового насоса Eco Cute (спецзамовлення), що істотно зменшує вагу системи і робить її більш компактною. Дана технологія була розроблена у співпраці з Японською Організацією з Розробки Нової Енергетичной та Промисловой Технологій NEDO.

26 січня 2012 року компанія Daikin випустила серію комерційних систем Zeas на основі теплового насоса, оснащену першим у галузі цільноалюмінієвим мікроканальним теплообмінником (за даними видання JARN за березень 2012 року). Вага зовнішнього блоку моделі потужністю 5 л.с. була знижена з 80 кг до 59 кг - найбільш легкий на ринку.

8 липня 2013 року, компанія Mitsubishi Electric анонсувала вихід на ринок - з 1 жовтня 2013 року - 15 моделей зовнішніх блоків VRF-системи City Multi PUHY-P YLM-A, які демонструють найвищий в галузі Річний Коефіцієнт Продуктивності APF завдяки застосуванню першого на ринку теплообмінника з плоскими алюмінієвими трубками в зовнішньому блоці.

Рис. 2. Нові цільноалюмінієві теплообмінники
в VRF-системах Mitsubishi Electric.

Теплообмінник з плоскими трубками виробництва Mitsubishi Electric досягає 30%-го підвищення ефективності теплопередачі, частково внаслідок додаткового ефекту від поліпшеного повітряного потоку. За словами компанії, серія Mitsubishi Electric PUHY-P YLM-A також відрізняється 27%-м збільшенням робочої ефективності на часткових навантаженнях завдяки оптимізації продуктивності спірального компресора. В наслідок ряду модернізацій, модель потужністю 8 л.с. з нової VRF-системи Mitsubishi Electric PUHY-P YLM-A може похвалитися коефіцієнтом APF рівним 5.9, що відповідає, на думку представників компанії, найвищим показником ефективності в галузі.

Нарощування застосування для руфтопів

У той час, як основна мета розробки цілісно алюмінієвих теплообмінників полягає в зниженні собівартості через залежність економічного ефекту матеріалу від ринкової ціни на мідь, перевага в сукупному показнику собівартості забезпечити досить проблематично. Інші фактори, що впливають на вартість, також необхідно враховувати, включаючи модифікації виробничих ліній і супутні інвестиції в обладнання. Крім того, повинні бути вирішені і інші складнощі, пов'язані з сервісом і технічним обслуговуванням системи на об'єкті.

Рис. 3. Цільноалюмінієві теплообмінники.

Незважаючи на перераховані виклики і деякі невизначеності, загальне визнання цільноалюмінієвих теплообмінників в найближчому майбутньому стане яскраво вираженою тенденцією.

Американський виробник Carrier, провідний гравець в цьому сегменті, почав процес адаптації цельноалюмініевий теплообмінників до своїх дахових кондиціонерів з початкової стадії. Компанія також використовує ці пристрої в деяких моделях своїх чилерів. І поки відомі кліматичні важковаговики York, Trane і Daikin переслідують ринкового лідера Carrier, цельноалюмініевий теплообмінники стали стандартними для руфтопів в Сполучених Штатах Америки.

Правила використання матеріалів сайту