第１ ５卷第７期 ２【）１ ５年７月 剥 室调 ７８—８１ ＲＥＦＲＩＧＥＲＡＴ１０Ｎ ＡＮＤ ＡＩＲ—ＣＯＮＤ１Ｔ１０ＮＩＮＧ 翅片管换热器与微通道换热器腐蚀对比分析 刘志孝 王磊 曹勇 颜圣绿 （珠海格力电器股份有限公司） 摘要通过对铜铝翅片管换热器和微通道换热器进行腐蚀研究，本文对比分析了腐蚀对换热器形貌、传热、 空气流通阻力方面的影响。结果表明，经过１ ２５０ ｈ腐蚀试验后，翅片管换热器主体完好，但边板处的翅片腐 蚀严重并出现脱落，而微通道换热器局部区域的翅片脱离扁管，出现翅片粉化现象。腐蚀引起换热器的传热 性能下降，７２０ ｈ时，两种换热器的换热量衰减程度接近；１ ２５０ ｈ时，微通道换热量衰减程度明显大于翅片管 换热器。腐蚀引起换热器的空气流通阻力增大，微通道换热器的风阻增幅明显高于翅片管换热器。 关键词 换热器；翅片管；微通道；腐蚀；盐雾 Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｏｆ ｆｉｎ—ｔｕｂｅ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ａｎｄ ｍｉｃｒｏ’ｃｈａｎｎｅｌ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ Ｉ ｉｕ Ｚｈｉｘｉａｏ Ｗａｎｇ Ｉ ｅｉ Ｃａｏ Ｙｏｎｇ Ｙａｎ Ｓｈｅｎｇｌｖ （Ｇｒｅｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．ｏｆ Ｚｈｕｈａｉ） ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ——ａｌｕｍｉｎｕｍ ｆｉｎ——ｔｕｂｅ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ａｎｄ ｍｉｃｒｏ—ｃｈａｎｎｅｌ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ，ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ｔｏｐｏｇｒａ— ｐｈｙ，ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ａｉｒ ｆｌｏｗ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｔ ｉｓ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｉｎｓ ａｔ ｔｈｅ ｅｄｇｅ ｏｆ ｆｉｎ－ｔｕｂｅ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ａｒｅ ｃｏｒｒｏｓｉｖｅ ｓｅｖｅｒｅｌｙ ａｎｄ ｆａｌｌ ｏｆｆ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｂｏｄｙ ｋｅｅｐｓ ｗｅｌｌ，ｗｈｉｌｅ ｓｅｖｅｒａｌ ａｒｅａｓ，ｆｉｎｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏ—ｃｈａｎｎｅｌ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ｓｅｐａｒａｔｅ ｆｒｏｍ ｆｌａｔ ｔｕｂｅ ａｎｄ ｔｕｒｎ ｐｏｗｄｅｒｅｄ，ａｆｔｅｒ １ ２５０ ｈ ｏｆ ｓａｌｔｙ ｓｐｒａｙ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｔｅｓｔ． Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｉｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｃａｎ ｃａｕｓｅ ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｏｔｈ ｏｆ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ａｒｅ ａｌｍｏｓｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ａｆｔｅｒ ７２０ ｈ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏ——ｃｈａｎｎｅｌ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ｉｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｓｅｒｉｏｕｓ ｔｈａｎ ｆｉｎ——ｔｕｂｅ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ａｆｔｅｒ １ ２５１）ｈ．Ｉｔ ａｌｓｏ ｒｅｆｅｒｓ ｔｈａｔ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｃａｎ ｃａｕｓｅ ａｉｒ ｆｌｏｗ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｉｎ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ。ａｎｄ ｔｈｅ ａｉｒ ｆｌｏｗ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ｍｉｃｒｏ—ｃｈａｎｎｅｌ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ｉｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｆｉｎ—ｔｕｂｅ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ． ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ；ｆｉｎ—ｔｕｂｅ；ｍｉｃｒｏ—ｃｈａｎｎｅｌ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ；ｓａｌｔｙ ｓｐｒａｙ 空调换热器发展至今，除了传统的铜铝翅片 管换热器，已经出现了全铝翅片管及微通道换热 器，其中微通道换热器因高效、紧凑、重量轻等优 化在５ Ｐａ以内，换热量最多降低１２．５ ，总的传热 系数最多会减少１６．６ ，传热热阻最多会增加 ２（） ］。浦晖等研究表明，当风速为０．５４２．０ ｍ／ｓ 势更受制造业的青睐。这些不同类型的换热器应 用于空调机组时，都要曝露于大气环境中，而大气 中的粉尘、盐离子、水汽等容易吸附沉积于换热器 表面，为腐蚀提供了条件。腐蚀会造成换热器热 阻增加，空气流通阻力增大。赵宇等研究表明，翅 片管换热器进行４８ ｈ和９６ ｈ盐雾腐蚀后，风阻变 收稿日期：２０１４ １１—２４ 作者简介：刘志孝 项目经理，主要研究方向为空调制冷系统。 时，盐雾腐蚀会使铝翅片管蒸发器空气侧传热系数 变化２（）．５ ～３６．８ ，压降增大０～２１．６ ［２３。根 据换热器腐蚀研究现状发现，研究对象多集中于 翅片管换热器，且实验时间短，多在５（）（）ｈ以内。 此外，对微通道换热器的研究多集中于传热方面， 腐蚀影响方面很少涉及，故笔者以翅片管换热器 第７期 刘志孝等：翅片管换热器与微通道换热器腐蚀对比分析 料不断被消耗，达到保护扁管的目的，所以，随着腐 蚀时间的增加，翅片逐渐脱离、粉化，但扁管并未发 生泄露。此外，对于预先喷锌扁管，钎焊温度大概在 ５８０℃左右，而锌的熔点为４１９．５℃，低于钎焊温 度，在钎焊过程中会因节点处的毛细力作用出现锌 富集，由于锌的电位低于铝的电位，所以钎焊节点处 更容易腐蚀，其腐蚀产物体积膨胀导致翅片与扁管 的结合力下降，出现翅片脱离扁管现象。 ２．２传热性能变化 从图８中可以看出，随腐蚀时间增加，两种换 热器的换热量都不断下降；７２０ ｈ时微通道换热器 的换热量衰减１６．７６ ，翅片管衰减１６．９１ ，二者 衰减程度接近；１ ２５（）ｈ时微通道换热器的换热量 衰减３７．１３ ，翅片管衰减１９．５９Ｖ０，微通道换热量 衰减程度明显大于翅片管换热器。 １ ２００ ９００ ≥ 删６００ 紊 ３００ Ｏ ０ ７２０ １ ２５０ 腐蚀时间／ｈ 图８换热量随腐蚀时间变化 腐蚀会引起换热器表面材料发生改变，使其 由导热性良好的金属变为热导率低的盐类及一些 氧化物等，使得传热热阻增大，传热性能下降。对 比图５（ｂ）和图７（ｂ），７２０ ｈ时两种换热器表面均 出现局部腐蚀，整体完好，换热量衰减程度基本一 致。对比图５（ｃ）和图７（ｃ），１ ２５０ ｈ时翅片管换热 器主体完好，但微通道换热器出现翅片与扁管脱 离现象，翅片强化换热效果下降，使得微通道换热 器换热量的衰减程度大于翅片管换热器。 ２．３空气流通阻力变化 图９为两种不同换热器在不同腐蚀时间的空气 流通阻力变化曲线，如图所示，随腐蚀时间增加，两 种换热器的空气流通阻力增大；７２０ ｈ时，微通道换 热器风阻平均增大３０３．５７ ，翅片管换热器平均增 大１１．６２ ；１ ２５０ｈ时，微通道换热器风阻平均增大 ３１８．７３ ，翅片管风阻平均增大２１９．０３ 。腐蚀会 造成换热器表面粗糙度增加，且腐蚀产物堵塞换 热器的空气流道，使得空气流通阻力增大。对比 图５和图７，相同腐蚀时间时微通道换热器的腐蚀 更严重，所以其风阻增幅明显高于翅片管换热器。 微通道１ ２５０ ｈ 微通道７２０ ｈ 微通道０ｈ 翅片管１ ２５０ｈ 翅片管７２０ｈ 翅片管０ ｈ 迎面风速／（ｍ／ｓ） 图９ 空气流通阻力随腐蚀时间变化 ３ 结束语 １）经过１ ２５０ ｈ腐蚀试验后，翅片管换热器与 微通道换热器均未出现泄漏；其中，翅片管换热器 主体完好，但边板处的翅片腐蚀严重并出现脱落， 微通道换热器局部区域的翅片脱离扁管，出现翅 片粉化现象。 ２）腐蚀引起换热器的传热性能下降，７２０ ｈ 时，微通道换热器的换热量衰减１６．７６ ，翅片管 衰减１６．９１ ，二者衰减程度接近；１ ２５Ｏ ｈ时，微 通道换热器的换热量衰减３７．１３％，翅片管衰减 １９．５９ ，微通道换热量衰减程度明显大于翅片管 换热器。 ３）腐蚀引起换热器的空气流通阻力增大，微 通道换热器的风阻增幅明显高于翅片管换热器。 ７２０ ｈ时，微通道换热器风阻平均增大３０３．５７ ， 翅片管换热器平均增大１１．６２ ；１ ２５０ ｈ时，微通 道换热器风阻平均增大３１８．７３ ，翅片管风阻平 均增大２１９．０３ 。 参考文献 ［１］赵字，王勤韧，等．电化学腐蚀对翅片管换热器性能的 影响［Ｊ］．化工学报，２（）１（】，６１（ｉ）：２２—２６． ［２］浦晖，丁国良．翅片管蒸发器空气侧长效传热与压降 特性研究［Ｄ］．上海交通大学学报，２００９，９５ ９６． Ｅ３］ＧＢ／Ｔ ２３１３（）一２（）（）８，房间空调器用热交换器 Ｅｓ］．２０Ｏ８． ［４］ＩＳＯ ９２２７ ２（）１ ２，Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｔｅｓｔ—ｓａ１ｔ ｓｐａｙ ｔｅｓｔｉＳ］．２（｝１２． ［５］林玉珍，杨德钧．腐蚀和腐蚀控制原理［Ｍ］．北京：中 国石化出版社，２００７：１３３．
