李丰_双碳战略下铝代铜关键技术的研究及产业化.pdf

1、双碳战略下铝代铜关键技术的研究及产业化，铝应用推动环保制冷剂替代，助力减排目标全铝微通道换热器的内容积比传统铜管翅片换热器减少60%-70%，若70%的空调机组采用该技术，每年可减少制冷剂充注量约2.6万吨，直接减少二氧化碳排放3417万吨。，铝替代铜缓解供应链风险，提升产业链稳定性中国铜资源对外依存度高达80%，而铝产能全球领先。铝的应用可降低对铜的依赖，增强供应链抗风险能力，尤其在铜价飙升的背景下，铝的成本优势显著。此外，铝的易回收特性（无需复杂分离工艺）进一步提升了资源利用率。，技术突破提升铝换热器性能与耐腐蚀性铝的导热系数虽低于铜，但通过微通道换热器设计结构优化，其换热效率可提高30%

2、。同时，铝的自然氧化膜和抗蚁穴腐蚀特性使其在潮湿环境中表现优于铜管翅片换热器。，轻量化与节能标准推动空调绿色升级铝材的轻量化特性符合绿色产品评价 家用电器标准中“冷重比”指标要求，促进空调外机减重。通过全铝微通道换热器紧凑型设计，不仅降低整机重量，还能提升能效，满足国家“双碳”目标对家电行业的高效节能需求。，2020年9月，中国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。而据国际能源署数据，在80种潜在减排路径中，制冷在减排中贡献率可达9%。空调是制冷产业的主力军，“双碳”目标战略的提出，为其绿色低碳发展按下了加速键。，从2024年开始冻结HFCs制冷剂的生产和消费，2029年开始

3、逐步削减HFC制冷剂，2045年将排放量降低至历史最高水平的20%以下。对空调企业来说，推动低碳环保的新型制冷剂在空调行业的应用已经刻不容缓。一、背景二、铝代铜关键核心技术三、少冷媒关键核心技术四、产业化探讨铜圆管换热器9.52mm/7mmLadder/slim teeth tube1970198019952010Now1.02.03.04.05.06.09.52mm smooth tube9.52mm Grooved tube7mmCross teeth tube5 4mmGrooved tube3 2mmCapillary tube100%70%60%50%130%Coil Cost背景及

4、技术趋势换热器技术发展路径全铝微通道换热器M B TR E S E A R C HC E N T E R铜圆管换热器小管径化已走到加工极限，未来提高换热器能效，需要考虑新形态换热器应用现状铝圆管换热器和微通道换热器在日本市场轻商机型上应用铝圆管换热器和微通道换热器在北美市场风管机、商用外机上应用微通道换热器在拉美市场分体机上应用微通道换热器在韩国市场柜机、轻商外机、分体外机上应用一、背景二、铝代铜关键核心技术抗腐蚀三、少冷媒关键核心技术四、产业化探讨地点大气类型金属平均迁移深度m/年暴露期限铝1100-H14铜99.95%Cu10年20年10年20年Phoenix,AZ沙漠0.0000.076

5、0.130.13State College,PA农村0.0250.0760.580.43Key West,FL海岸0.10/0.510.56Sandy Hook,NJ海岸0.200.280.66/La Jolla,CA海岸0.710.631.321.27New York,NY工业0.780.741.191.37Altoona,PA工业0.63/1.171.40*ASM Handbook Volume 13，Corrosion 9th Edition 铝合金耐均匀腐蚀能力甚至优于铜铝合金的氧化膜易被Cl-破坏，进而沿破坏点往内部腐蚀，用作管件时失效风险较高。铝合金点蚀机理点蚀是限制铝合金管件大规

6、模应用的瓶颈问题耐蚀研究设计思路 铝管基材成分优化，抑制点蚀萌生、发展 铝管进行喷锌/渗锌处理，形成渗锌层；渗锌层的腐蚀行为转化为均匀腐蚀，耐蚀寿命提升并更易预测 系统上进行电位差设计，形成对铝管的牺牲阳极保护作用较高的Si、Fe含量可能导致耐蚀性能恶化Si、Fe主要存在于合金中的第二相中 Si、Fe元素构成高电位第二相，加速周围铝基材的腐蚀腐蚀研究 基材成分分析新型稀土合金第二相分析 稀土元素的引入显著降低了第二相的尺寸与面积比稀土合金耐蚀性能验证腐蚀形貌分析稀土合金耐蚀性能验证 有效抑制点蚀的发展，点蚀坑规模小、分布均匀，无聚集扩展稀土合金耐蚀性能验证电化学特性引入“钝化”效应，腐蚀速率显