建筑供暖在建筑能耗中占有很大比例,選用合適的供暖方式就能有很好的節(jié)能效果。建筑供暖的方式很多,但以熱水為熱媒散熱器為終端的供暖系統(tǒng)由于可靠和節(jié)能,所以在國外已普遍使用了一百多年,在我國也已有近百年的歷史,長期以來一直是供暖方式的主流。其他如電采暖、燃氣采暖、太陽能采暖、熱泵空調采暖等均因各種條件限制而處于少量使用的狀態(tài)。
采暖散熱器作為一個終端換熱設備,其本身沒有能量的轉化和產出,它只是將熱媒中含有的熱量傳遞到供暖房間中。因此,就散熱器本身而言不存在節(jié)能性這一指標。但是,就散熱器全壽命過程來看,存在著生產和使用過程中的節(jié)能因素。一般來說,金屬熱強度越大的散熱器在生產中耗用的金屬材料越少,所以生產過程就越節(jié)能。在常用的散熱器中,鋁制散熱器具有最大的金屬熱強度,所以生產過程最為節(jié)能。在使用過程中一般有供暖系統(tǒng)的節(jié)能和使用者的行為節(jié)能兩個方面,而散熱能力高的鋁制散熱器可有效減少熱媒在系統(tǒng)中的循環(huán)量,從而使系統(tǒng)節(jié)能;而熱惰性小控制性好的鋁制散熱器可以隨意調節(jié)控制溫度,為行為節(jié)能創(chuàng)造條件。所以從節(jié)能角度看,鋁制散熱器是最為理想的一種散熱器。
我國的鋁制散熱器根據制造方法的不同可以分成五大類:壓鑄鋁散熱器、型材鋁散熱器、復合鋁散熱器、銅鋁復合散熱器、鋼鋁復合散熱器。
壓鑄鋁散熱器又可稱歐式鋁制散熱器,是歐洲傳統(tǒng)的散熱器。其制造時一般將壓鑄鋁溶化后用壓鑄機一次壓鑄成單片散熱器,然后用電阻焊將豎水道底部封住,再加工螺紋并用內接將單片散熱器的橫水道相連組裝成組。這種壓鑄鋁散熱器在歐洲已生產了幾十年,目前是歐洲市場占有率最高發(fā)展最快的散熱器。這種散熱器具有外形美觀、結構合理、散熱量大、工藝較少、有利于自動化生產的優(yōu)點;但對壓鑄機設備、對壓鑄鋁材料及壓鑄操作工藝都有嚴格要求,稍有不慎就會使中間的豎水道薄壁腔體受應力開裂。我國在五、六年前試制該產品,真正的大批量生產還只是最近兩年的事情。
型材鋁散熱器是我國獨有的散熱器。其制造時是將鋁合金先拉成型材,然后加工成豎水道部分和橫水道部分,最后焊接而成。這種散熱器在我國已生產了十幾年,是有中國特色的鋁散熱器,具有加工容易、散熱量大、熱惰性小、承壓較高的優(yōu)點;但又有外形普通、容易熏頂、焊接效率低的缺點,再加上對水質要求很高,所以沒能得到長足的發(fā)展。
復合鋁散熱器是根據歐式壓鑄鋁散熱器的外形和結構,將形狀和結構復雜的頭部和尾部用壓鑄鋁壓鑄成形,而對承壓與散熱要求較高的中間豎水道部分用型材鋁拉伸成形,然后將頭部、尾部和中間柱體復合成與歐式壓鑄鋁散熱器外形一樣、導風結構一樣的單片散熱器,再用內接聯接成組。這種散熱器最早是在2003年初出現在我國的,它集中了壓鑄鋁散熱器與型材鋁散熱器的優(yōu)點,具有外形美觀、結構合理、散熱量大、熱惰性小、承壓較高、加工容易的優(yōu)勢;但工藝復雜并對復合技術要求較高。
中外合資寧波寧興金海水暖器材有限公司自制創(chuàng)新研發(fā)的“O”形圈與激光焊接雙重密封的復合鋁散熱器復合專利技術,徹底解決了復合中的可靠性問題,使該散熱器的耐壓性與散熱量明顯優(yōu)于歐洲最先進的壓鑄鋁散熱器,并迅速得到了歐洲市場的認可,通過了歐洲CE產品認證和俄羅斯GOST—R認證。
復合鋁散熱器國內外一般用膠水加冷擠壓復合技術復合,可靠性較差。寧興金海公司經過近一年的技術攻關,引入“O”形圈軟密封解決水道漏水與耐壓問題,又用激光焊接硬密封解決散熱器頭部、尾部和中間柱體異種鋁焊接的難題。具體而言就是在頭部與中間柱體、尾部與中間柱體的復合部分內部豎水道加入耐高溫抗腐蝕的硅膠“O”形圈進行軟密封,而在外部接縫處用激光焊進行焊接,將三者牢牢地焊成一體。這一技術創(chuàng)新,避免了我國企業(yè)與歐洲大企業(yè)直接拼設備、拼材料、拼資金的不利局面,揚長避短制造了具有國際先進水平的歐式高效鋁制散熱器。這種散熱器與歐式壓鑄鋁散熱器相比,既保持了外形美觀、結構合理、散熱量大的優(yōu)點,又克服了對設備、材料、工藝要求較高、中間腔體容易開裂漏水、尾部有死水區(qū)的缺陷,并具有更大的散熱量和更好的耐壓性能;這種散熱器與型材鋁散熱器相比,既保持了加工容易、散熱量大的優(yōu)點,又克服了外形普通、容易熏頂、焊接效率低的缺點。除了上述優(yōu)點外,在水質穩(wěn)定的情況下。其使用壽命可達10年甚至20年以上,所以金海歐式高效鋁制散熱器是獨立供暖系統(tǒng)和管理規(guī)范、水質控制可靠的供暖系統(tǒng)中最為理想的散熱器。
關于銅鋁復合散熱器,一般是用鋁合金型材內襯銅管作豎水道。并將該銅管與作橫水道的銅管相焊接,再在橫水道部分加一些裝飾而成。這種散熱器因為內襯銅管,所以不怕供暖水質不好,又因為有鋁型材的柱體,所以較其它材質的散熱器有較大的散熱量,但它的外形普通、結構鋼性較差、制造成本較高,所以現在生產和使用已不多。
關于鋼鋁復合散熱器有很多種,但目前常用的有三種,一種是與上述銅鋁復合散熱器結構一樣只是將銅管改成鋼管以降低制造成本,但同時耐腐蝕能力也下降了;另一種是外形和結構與歐式壓鑄鋁散熱器基本一樣,只是用鋼管作豎水道的內襯以增加散熱器的耐壓性能,這種散熱器在歐洲有一定的生產和使用,而在我國就很少見。
還有一種鋼鋁復合散熱器是外形和結構與歐式壓鑄鋁散熱器基本一樣,但在豎水道與橫水道內都內襯了鋼管。它的加工方法是先將橫水道與豎水道鋼管焊接成一工字結構,再在外面用壓鑄鋁壓鑄上葉片與導風結構。這種散熱器的出現只有四年左右的時間,也是一種創(chuàng)新產品。它外形美觀有相當高的耐壓性能,而且水道全部是鋼管可耐堿腐蝕,所以可用于不適合鋁制散熱器的供暖系統(tǒng),比如可替代鋼管式散熱器、鋼板式散熱器甚至鑄鐵散熱器。因為內襯了鋼管,所以它的散熱量比一般鋁制散熱器要低,價格也要高,故在水質穩(wěn)定的系統(tǒng)中很難與壓鑄鋁散熱器和復合鋁散熱器相競爭。