CN102192620A - 一种空调用钛金换热器及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空调用钛金换热器及其加工方法，包括换热管和散热翅片，所述散热翅片的表面有一层含TiO2的钛金涂层，所述钛金涂层含有CuO和Ag2O，所述CuO的质量百分比是10％～15％，所述Ag2O的质量百分比是10％～15％。本发明的换热器的钛金涂层在光线充足时，紫外光发挥光催化作用促使钛金涂层分解、清除附着在氧化钛表面的各种有机物。在缺光时，二氧化钛在纳米银、纳米铜的作用下，亦能促使内部的电子就会发生激励，产生氢氧(羟)基原子团和双氧水，分解有机物。从而使用换热器具有长期稳定的抗菌除霉效果。
Description
技术领域
本发明涉及空调部件技术领域，更具体地说是涉及一种空调用钛金换热器及其加工方法。
背景技术
众周所知，换热器是空调器的核心部件之一，它的换热效果直接影响空调器的制冷效率。空调换热器由换热管和与管壁涨紧接触的铝箔构成。传统的换热器没有杀菌和除垢的功能，通常在使用一段时间后，室外机换热器表面容易积满尘埃和污垢，而室内机换热器则容易出现发霉、长毛，形成菌床。其危害是可想而知的。传统换热器的铝箔表面涂有一层亲水层，目的是使水在换热表面更加容易流动，但这种亲水层寿命很短，大概半年后，亲水性就会大幅度下降，从而水在其表面流动性也会下降。换热器积满污垢后使热阻增大，同时还影响铝箔的亲水性、风阻增大，使得空调换热效率下降、能耗增加，并且灰尘和污垢容易加速亲水材料的脱落和铝箔的腐蚀、氧化，缩短空调的使用寿命。为解决该问题，本申请人曾经设计、制造了一种具有杀菌去垢功能的钛金换热器的空调，它利用纳米钛强大的氧化分解能力，能够分解、清除附着在氧化钛涂层表面的各种有机物，具有除菌的作用，用以分解、清除附着在氧化钛表面的各种有机物，使换热器表面不积污垢，提高系统换热效率。但是，上述钛金空调分解、清除附着在氧化钛表面的各种有机物的能力同光强弱强相关，当光线强时，能100％分解，当阴天光线不足时，分解能力只有50％左右。在室内紫外光源不够充足的环境中，抗菌或防霉的效果就不佳。
对于换热器表面的杀菌去污问题的解决，目前以纳米钛的金属氧化物来实现抗菌的解决方案仍停留在需要紫外光作为光催化条件，如申请号为CN200310110115的专利文献公开了一种空调用蒸发器，该蒸发器的翅片表面涂有一层膜，蒸发器附近设有紫外灯照射，在紫外灯的照射下，二氧化钛分解紫外灯的照射在换热器表面的有机物，杀菌去污。又如申请号CN200420102580的中国发明专利公开了一种环保节能型空调器，它在换热器的翅片表面喷有纳米钛银离子涂料的复合催化膜涂层，当光照射时，也能杀细菌。但是，上述的钛金涂层中的纳米钛或者是二氧化钛，都需要在光强好的环境中其发挥作用，它的工作原理是的：在受到太阳光或荧光灯的紫外线的照射后，内部的电子就会发生激励(太阳光或室内灯光中的紫外线400nm以下的，能量为0.05mw/cm2照射下，就可以产生光催化作用)。其结果是，产生了带负电的电子和带正电的空穴。电子使空气或水中的氧还原，生成双氧水，而空穴则对氧化表面水分子的方向起作用，产生氢氧(羟)基原子团。这些都是活性氧，有着强大的氧化分解能力，从而能够分解、清除附着在氧化钛表面的各种有机物，使粘附在换热器翅片上的细菌、污垢得以分解。以上过程，其分解效率为100％。但是，上述现有技术方案的缺点是：在光线不足时，含钛涂层的分解能力不足50％。在晚上黑暗的情况下，基本不起作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供具有除菌功能的空调用钛金换热器及其加工方法，该换热器具有很好的抗菌防霉效果，对人体无毒无害，同时适用范围广，在光线不足的环境下仍能保持较高的除菌效率，以克服现有钛金换热器在光线弱时除菌效果差的不足。
本发明所采用的技术方案是：一种空调用钛金换热器，包括换热管和散热翅片，所述散热翅片的表面有一层含TiO2的钛金涂层，所述钛金涂层含有CuO和Ag2O，所述CuO的质量百分比是10％～15％，所述Ag2O的质量百分比是10％～15％。
优选地，所述钛金涂层的TiO2的质量百分比是60％～70％，所述钛金涂层还含有质量百分比是5％～10％的ZnO。
优选地，所述钛金涂层中，各组分的质量百分比是：TiO2占65％，CuO占14％，Ag2O占14％，ZnO占7％，。
优选地，所述钛金涂层的厚度为50～2000纳米。
一种空调用钛金换热器的加工方法，包括以下步骤：
将散热翅片与长U管胀管成型；
在长U管上插小弯并焊接；
用清洗剂洗涤散热翅片并脱脂干燥；
制备钛金涂层的混合水溶胶，并将混合水溶胶喷涂在散热翅片上；
将覆盖有钛金涂层混合水溶胶的散热翅片烘烤，干燥后在散热翅片形成钛金涂层；
将含有钛金涂层的散热翅片组装在空调用钛金换热器中。
优选地，钛金涂层的混合水溶胶由钛金混合物和水、C2H6O5按质量百分比1∶2∶0.1～1∶5.5∶0.2范围内混合制成，所述的钛金混合物包括TiO2、CuO、Ag2O、ZnO与C2H6O，各组分的质量百分比是：TiO260％～70％、CuO10％～15％、Ag2O10％～15％、ZnO5％～10％。
优选地，混合水溶胶以0.1MPa～0.5MPa的压力喷涂在散热翅片上，喷淋速度为4～5米/秒。
优选地，覆盖有钛金涂层混合水溶胶的换热器的烘烤温度为120±0.5℃。
优选地，换热器烘烤时间为5～6分钟。
一种钛金涂层的加工方法，包括以下步骤：
将TiO2、CuO、Ag2O、ZnO、C2H6O混合形成混合物，上述混合物中各组分的质量百分比是：TiO260％～70％、CuO 10％～15％、Ag2O 10％～15％、ZnO 5％～10％、C2H6O 5％～10％；
将上述混合物与水按、C2H6O51∶2∶0.1～1∶5.5∶0.2的质量百分比混合、搅拌，制成水溶胶；
将上述水溶胶通过喷涂物件上，干燥后在该物件的表面形成一层钛金涂层。
与现有技术相比，本发明具有以下显著效果：
1、由于换热器的钛金涂层含有CuO和Ag2O，即使缺少紫外光的光催化，二氧化钛在CuO、Ag2O的作用下，亦能促使内部的电子就会发生激励，产生了带负电的电子和带正电的空穴。电子使空气或水中的氧还原，生成双氧水，而空穴则向氧化表面水分子的方向起作用，产生氢氧(羟)基原子团。双氧水和氢氧(羟)基原子团分解、清除附着在氧化钛表面的各种有机物。从而使用换热器具有长期稳定的抗菌除霉效果，无紫外光时，钛金涂层的表面分解效率为80％以上，有紫外光时分解率达100％。当空气流经换热器的翅片时，空气中的甲醛、苯、油烟等有害物质都能被分解成无害的物质，有益于人们的健康。
2、钛金涂层中的二氧化钛不仅有强大的氧化分解能力，而且还是一种无机材料，涂层与翅片紧密粘结，附着力强，使翅片(铝箔)不容易被腐蚀，使换热器的使用寿命更长。
3、在亲水性的翅片上喷上的一层钛金涂层，对亲水层起到巩固、保护作用，钛金涂层与亲水层结合，具有超亲水性和超亲油性，因此其表面具有自清洁效应，即其表面具有防污、防雾、易洗、易干等特点，保证了换热器的热交换效率保持不变，长期高效。与普通的亲水涂层相比，翅片表面不积污垢，铝箔防腐蚀好、寿命长，导热性更好，风阻更低，空气的换热效率更高。将普通高效空调与钛金高效空调比较测试，试验结果表明，两款产品最初能效比都为3.5，半年后，普通高效空调的能效比已降为3.0，而钛金高效空调能效比还保持在3.5左右。三年后，普通高效空调的能效比已降为2.5，钛金高效空调约为3.3。
附图说明
图1是本发明空调用钛金换热器的结构示意图；
图2是本发明空调用钛金换热器的散热翅片的结构剖示图；
图3是本发明空调用钛金换热器加工方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
本发明一种钛金涂层的制作方法包括以下步骤：
将TiO2、CuO、Ag2O、ZnO、C2H6O混合形成混合物，上述混合物中各组分的质量百分比是：TiO260％～70％、CuO 10％～15％、Ag2O 10％～15％、ZnO 5％～10％。
将上述混合物、水和C2H6O5按1∶2∶0.1～1∶5.5∶0.2的质量百分比混合、搅拌，制成水溶胶。
将上述水溶胶喷涂到物件上，干燥后在该物件的表面形成一层钛金涂层。
通过上述方法制作的钛金涂层在有光或无光的环境下都具有抗菌去污的能力。具体地，在有光环境下，钛金涂层中的氧化钛受到太阳光或荧光灯的紫外线照射后，内部的电子就会发生激励，产生了带负电的电子和带正电的空穴。电子使空气或水中的氧还原，生成双氧水，而空穴则对氧化表面水分子的方向起作用，产生氢氧(羟)基原子团。由于这些活性氧有着强大的氧化分解能力，从而能够分解、清除附着在氧化钛表面的各种有机物。
在有光或者弱光的环境下，钛金涂层中的氧化钛在氧化银和氧化铜的作用下，内部的电子也会发生激励，其结果就产生了带负电的电子和带正电的空穴，最终也能实现抗菌去污的效果。
上述钛金涂层的制作方法的一种优选方案是选取质量百分比为65％∶14％∶14％∶7％的TiO2、CuO、Ag2O、ZnO，并且将它们与水、C2H6O5按照1∶3∶0.1的质量比例制成水溶胶，最后喷涂形成钛金涂层。经检测，在光线较强的情况下，该钛金涂层几乎能100％分解、清除附着在其表面的各种有机物；在光线较弱的情况下，该钛金涂层的分解能力也能达到90％左右，分解效果好。
如图1所示，本发明还公开了一种空调用钛金换热器，包括换热管和散热翅片1，散热翅片1的表面有一层含TiO2的钛金涂层，该钛金涂层含有CuO和Ag2O，其中CuO的质量百分比是10％～15％，Ag2O的质量百分比是10％～15％。由于钛金涂层的组分中含有Ag2O和CuO，二氧化钛在CuO、Ag2O的作用下，亦能促使内部的电子就会发生激励，产生氢氧(羟)基原子团和双氧水，分解有机物。从而使用换热器具有长期稳定的抗菌除霉效果。
如图2所示，散热翅片1是三层结构的，包括中心层铝箔2、亲水层3和最外层的钛金涂层4。钛金涂层4与亲水层3结合，具有超亲水性和超亲油性，与普通的亲水涂层相比，翅片表面不积污垢，铝箔防腐蚀好、寿命长。
本发明空调用钛金换热器的钛金涂层由钛金混合物的水溶胶制成，该钛金混合物的组分有TiO2、CuO、Ag2O、ZnO，各组分的质量百分比含量是：TiO260％～70％、CuO 10％～15％、Ag2O 10％～15％、ZnO 5％～10％。当然，在其他实施例中，根据不同的需要，上述钛金混合物还可以进一步加入其它的无机添加剂。将上述钛金混合物、水和C2H6O5按1∶2∶0.1～1∶5.5∶0.2的质量百分比混合，搅拌制成水溶胶，优选的比例是1∶3∶0.1。将所述水溶胶通过喷淋的方法喷涂到散热翅片上，干燥后在翅片的表面形成所述的钛金涂层。它的厚度是50～2000纳米。以TiO260％～70％、CuO 10％～15％、Ag2O 10％～15％、ZnO 5％～10％的比例组合构成的混合物，其无光催化作用是非常理想的，它可以在无光的情况下也能分解、清除附着在氧化钛表面的各种有机物能力。其中，一种优选的方案是：TiO265％，CuO占14％、Ag2O占14％、ZnO占7％，利用这个优选方案制作的钛金涂层无论是在有光还是在无光状态下都可以获得较好的抗菌去污的效果。
上述的空调用钛金涂层换热器，在阳光或室内灯光中的紫外线照射下，纳米二氧化钛就产生光催化作用下，在钛金涂层中的电子发生激励，产生带负电的电子和带正电的空穴，电子使空气或水中的氧还原，生成双氧水，而空穴则对氧化表面水分子的方向起作用，产生氢氧(羟)基原子团，从而能够分解、清除附着在钛金涂层表面的各种有机物，分解效率为100％；在无光的环境下，则由钛金涂层中的CuO、Ag2O的催化，钛金涂层中的电子也能产生带负电的电子和带正电的空穴，从而形成双氧水和氢氧(羟)基原子团，分解、清除附着在钛金涂层表面的各种有机物和空气中的甲醛、苯、油烟等有害物质都，其分解效率达80％以上。
下面，以列表方式对比说明本发明的空调用钛金涂层换热器的抗菌去污效果。
本发明优选的方案选取TiO265％、CuO 14％、Ag2O 14％、ZnO 7％的配比制作混合物，然后与水、C2H6O按照1∶3∶0.1的比例制成水溶胶，最后喷涂形成钛金涂层。在光线较强的情况下，该钛金涂层几乎能100％分解、清除附着在其表面的各种有机物；在光线较弱的情况下，该钛金涂层的分解能力也能达到90％左右，分解效果好。而其他三种对比方案，其混合物的组分与本发明不同，经检测，其分解能力，特别是在弱光下的分解能力都达不到较好的效果，整体的抗菌去污效果较差。
下面，说明本发明的空调用钛金涂层换热器的加工方法：
参见图3，首先，将含亲水层的散热翅片与长U管胀管成型，在长U管上插小弯，焊接并检漏后，将检漏合格的换热器用清洗剂洗涤翅片并脱脂干燥；然后，制备钛金涂层的混合水溶胶，并将混合水溶胶以一定的压力和速度喷涂在散热翅片上；将覆盖有钛金涂层混合水溶胶的换热器在110℃～150℃的温度范围内烘烤，干燥后在散热翅片形成钛金涂层。最后，再将该含有钛金涂层的散热翅片组装到空调用钛金涂层换热器上。其中，制备钛金涂层的混合水溶胶的方法在上述钛金涂层的制备中已经描述，在此不再赘述。混合水溶胶的喷涂压力为0.1MPa～0.5MPa，喷淋速度为4～5米/秒。其中，优选的烘烤温度为120±0.5℃。烘烤时间一般不低于5分钟，优选5～6分钟。烘烤过程可以在高温烤箱或者是红外线烤炉或者是电阻炉中进行。换热器的清洗剂可选择阴离子表面活性剂、以及NaHCO3、NaOH等一种或多种的碱性无机物按比例混合制成。
在散热翅片上覆盖钛金涂层的办法还可以是浸涂的方式。干燥的方式可以是风干、烘干、晾干等常用的干燥方式。
由上述组分和加工方法制成的带钛金涂层的换热器，翅片的钛化合物在光照活化后、并且在CuO和Ag2O的催化下，可将翅片表面的各种污垢、有害分子氧化分解为无害物质，使空气保持清新。同时，涂层具有超亲水性，使水在散热翅片表面加易流动，不会形成“水桥”，更有利于换热器的换热，具有稳定、长效的节能和除菌的效果。
Claims (10)
1.一种空调用钛金换热器，包括换热管和散热翅片，所述散热翅片的表面有一层含TiO2的钛金涂层，其特征在于：所述钛金涂层含有CuO和Ag2O，所述CuO的质量百分比是10％～15％，所述Ag2O的质量百分比是10％～15％。
2.根据权利要求1所述的空调用钛金换热器，其特征在于：所述钛金涂层的TiO2的质量百分比是60％～70％，所述钛金涂层还含有质量百分比是5％～10％的ZnO。
3.根据权利要求2所述的空调用钛金换热器，其特征在于：所述钛金涂层中，各组分的质量百分比是：TiO2占65％，CuO占14％，Ag2O占14％，ZnO占7％。
4.根据权利要求1或2或3所述的空调用钛金换热器，其特征在于：所述钛金涂层的厚度为50～2000纳米。
5.一种空调用钛金换热器的加工方法，其特征在于包括以下步骤：
将散热翅片与长U管胀管成型；
在长U管上插小弯并焊接；
用清洗剂洗涤散热翅片并脱脂干燥；
制备钛金涂层混合水溶胶，并将钛金涂层混合水溶胶喷涂在散热翅片上；
将覆盖有钛金涂层混合水溶胶的散热翅片烘烤，干燥后在散热翅片形成钛金涂层；
将含有钛金涂层的散热翅片组装在空调用钛金换热器中。
6.根据权利要求5所述的空调用钛金换热器的加工方法，其特征在于：所述钛金涂层混合水溶胶由钛金混合物、水和C2H6O5按质量百分比1∶2∶0.1～1∶5.5∶0.2混合制成，所述钛金混合物包括TiO2、CuO、Ag2O和ZnO，各组分的质量百分比是：TiO260％～70％、CuO10％～15％、Ag2O 10％～15％、ZnO 5％～10％。
7.根据权利要求5所述的空调用钛金换热器的加工方法，其特征在于：混合水溶胶以0.1MPa～0.5MPa的压力喷涂在散热翅片上，喷淋速度为4～5米/秒。
8.根据权利要求5所述的空调用钛金换热器的加工方法，其特征在于：覆盖有钛金涂层混合水溶胶的换热器的烘烤温度为120±0.5℃。
9.根据权利要求8所述的空调用钛金换热器的加工方法，其特征在于：换热器烘烤时间为5～6分钟。
10.一种钛金涂层的加工方法，包括以下步骤：
将TiO2、CuO、Ag2O、ZnO混合形成混合物，上述混合物中各组分的质量百分比是：TiO260％～70％、CuO 10％～15％、Ag2O 10％～15％、ZnO 5％～10％；
将所述混合物、水和C2H6O5按1∶2∶0.1～1∶5.5∶0.2的质量百分比混合、搅拌，制成水溶胶；
将所述水溶胶喷涂到物件上，干燥后在所述物件的表面形成一层钛金涂层。
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