我国作为世界最大的制冷空调设备制造和消费国，中国空调产业在勇敢承担国家节能减排义务的同时，也要面对原材料波动带来的影响，铜是空调制造的重要原材料，但我国是一个贫乏国家。铜的储量不高。大量铜精矿需求依靠进口才能满足，近年来铜价的持续大幅上涨导致生产成本压力剧增，严重影响了空调产业链的稳定性，寻找其他材料代替铜材构建更加多元化的原材料结构也是行业研发的重中之重。约翰的议题了。

铝是常见金属中导热系数仅次于铜的材料，适合在制冷系统中作为热交换器及各种连接管路等应用。另外，铝材料本身还具有轻量化、可回收性等优点。铝材料的这些优点是空调制冷技术的升级、同时，我国铝资源丰富，推广铝材料应用，对加强和稳定产业链、供应链具有积极作用。

因此，中国家电研究院作为领先单位，在相关政府部门、高校、联合企业从2021年至今，连续多次召开“空调行业铝应用研究”研讨会，探讨空调行业铝应用的可行性，并呼吁行业合作制定空调铝应用白皮书，使空调铝应用技术绿色环保；旨在深入探讨产业链安全等方面的表现，探索关键技术、关键零部件创新之路，优化和加强产业链布局和发展，为我国空调行业的长远发展指明方向。

电解铝加工过程中能耗控制的挑战

电解铝生产是一个高耗能产业，数据统计显示，2019-2020年国内电解铝消耗电量占全国电力消耗量的比例在6%以上。目前，我国铝生产电力结构为火力86%，水力10%，核能1%。非清洁能源的火力发电比例明显较高。电解铝行业的碳排放主要发生在能源消耗和电解过程中。

安泰科称，火力发电生产1吨电解铝的碳排放总量约为13吨，其中发电阶段的碳排放为11.2吨，电解阶段的碳排放为1.8吨。但水力发电生产电解铝时，1吨的排放量仅为1.8吨，其中发电阶段无碳排放，仅电解阶段就产生1.8吨二氧化碳。水力发电铝的碳排放量比火力发电铝减少86%。由于以火力发电厂为主，在我国电解铝生产过程中会进行大量的碳排放。根据碳交易所的公开数量来看，2020年电解铝业物种二氧化碳总排放量约4.26亿吨，约占全社会二氧化碳净排放总量的5%。

助力实现“双碳”目标，国家相关部门发布《有色金属行业碳达峰实施方案》研究并正在听取行业协会和企业的意见，方案初步提出，到2025年，有色金属行业将率先达到碳的顶峰，努力在2040年实现碳减排的40%，电解铝行业节能减排的提速成为必然。

无论是从地方政府审查的角度，还是从取消优惠电价及碳排放市场化交易的角度，都对火力发电铝的保有量和新增产能构成明显的压制，未来我国电解铝产能将进一步向西南地区等具有水电优势的地区转移。随着用地比重的提高，电解铝行业的能源结构也必将进一步优化，届时电解铝将摆脱高能耗、高污染生产，上游产业的绿色低碳发展将为空调铝应用的普及提供强有力的支撑。

制造工艺的挑战

从制造工艺上讲，铝材柔软，熔点低，膨胀管发热，铝容易粘在膨胀口上，摩擦系数大于铜管，这大大导致膨胀管阻力增大，磨损增加，不仅影响换热性能。可以进一步折叠和变形管子。但是，通过调整工艺参数和更新设备，这些问题得到了一定程度的改善。例如，普通膨胀管后牙的高磨损量在30%左右，导致铝换热性能不足的问题。铝制胀管成型工艺采用特制铝制圆管无收缩胀管机械设备，避免胀管时造成的胀管及变形不良，同时采用特制DLC耐磨处理胀管，减少胀管挤压产生的阻力，其齿高磨损量≤20%，保证换热效率；针对管件断裂、变形问题，采用专用铝管模具及DLC耐磨万向芯轴，减少管件弯曲阻力，避免弯曲及扁管等不良现象。

整个铝热交换器制造的关键在于自动焊接工艺，这是因为铝钎料及铝弯头熔点仅相差60℃左右，容易导致焊接过热或允许焊接，但这个问题是焊接材料厂、焊接自动化设备厂、随着全铝换热器制造厂的持续研究和焊接实践，取得了一定的进展。

钎焊材料厂通过优化铝精炼活性、焊接环结构等减少了许用接头。优化加热角度等，减少了过烧和虚假焊接，整个铝换热器制造企业结合铝换热器焊接难点，优化铝换热器的结构设计。例如，减少薄壁三通的应用，提高半圆管的壁厚，优化半圆管的布置等，实现了从绝热到多热的铝换热器的大量稳定生产。

在恶劣的工作环境下容易腐蚀和容易积灰的挑战

在潮湿的大气中，铝的耐腐蚀性能会下降。特别是在海边等大气环境中，氯离子会破坏铝合金表面的氧化膜，导致耐腐蚀性下降。在酸性、碱性介质中，氧化膜会溶解，腐蚀速度也会加快。换热器的加工过程及空调制冷系统长期使用冷冻剂、在与冷冻机油接触运行的过程中都会出现上述问题。

此外，在一些工业环境中会产生一些金属或化合物粉尘，在使用微通道的过程中，也很容易在铝换热器表面积累，在维护清洗不及时或不能有效清洗的部位也会造成局部电化学腐蚀或晶间腐蚀，导致泄漏。容易发生。

整个铝换热器最严重的腐蚀类型是点状腐蚀和电化学腐蚀，主要原因是铝材和杂质。通过降低铁含量和细化颗粒，可以提高铝合金的耐蚀性，同时，钎焊温度越低，保温时间越短，可以减少组织的不均匀性，提高抗腐蚀性能，此外，还可以提高铝材表面的渗锌及铝圆管和微通道的附属物。通过东汉形态，采用不同的铝合金系列也能有效提高腐蚀性。

全铝微通道用于热泵型家用空调散热时快速降霜的挑战

热泵空调在低温高湿的情况下运行时会出现冷凝水结冰的现象，结霜和除霜问题发生在各种换热器上，而全铝微通道换热器应用于热泵型家用空调发热时结霜更快的是全铝微通道热因为交换机排水不畅，表面相对粗糙。因为表面残留的膜状或珠状水滴形成结霜所需的核心，更容易结霜。另外，整个铝微通道换热器烧伤倍数不畅，换热器残留水结霜更好，严重时会出现结冰现象。由于污垢需要经常融化结霜，影响舒适度和能耗表现，目前降低叶片密度或使用亲水涂层是整个铝微通道换热器有效减缓结霜衰减的手段。

铝管翅片换热器换热效率的挑战

换热器的换热效率由蒸发器的蒸发能力和冷凝器的冷凝能力共同决定，研究表明，铝管翅式换热器和铜管翅式换热器的冷凝能力基本相似，但蒸发能力衰减较大，影响铝管翅式换热器的整体换热效率。打了。提高铝管翅片换热器的换热效率是减少其蒸发能力的衰减。目前降低蒸发能力衰减的主要手段是增加换热面积及管型设计，其他部件性能的提高完善也在研究中。