CN1410721A - 具有超亲水性能翅片的制作方法及空调换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及空调器领域，具体涉及一种空调器换热器翅片的制作方法及空调换热器；制作方法是用一种纳米光催化剂溶胶来浸涂换热器的铝质翅片，经干燥和焙烧过程使之结成宏观连续的、坚固的纳米无机氧化物膜层，然后用这种铝质翅片按照常规方式制造空调换热器，这种翅片的亲水性能达到或超过有机预涂铝箔片的性能；水在铝片上不形成水滴，完全在表面铺展成均匀水膜，杜绝了水桥的产生，使得铝箔与流动的空气之间的换热量和换热速率大大提高，由于换热器铝箔的表面膜层为高活性光催化剂，可对流贯换热器的空气可以进行净化处理，空气中甲醛、苯、油烟及其它有机的有害气体被氧化分解为无害的水和二氧化碳。
Description
技术领域
本发明涉及空调器领域，具体涉及一种通过对空调换热器中翅片的表面进行处理后得到具有超亲水性和光催化分解有害气体的翅片，本发明还涉及一种采用上述翅片制作的空调换热器。
背景技术
在现有技术中，小型、多功能和高能效比是家用空调器的发展方向。换热器是空调器的核心部件之一，其热交换性能直接影响空调器的工作性能。空调换热器由铜管和平行穿在该铜管上的铝质翅片构成。空调器的换热过程包括冷媒与换热器、换热器与流动空气之间的两个热交换步骤。冷媒与换热器之间的热交换通过铜管来完成，换热器与流动空气之间的热交换通过铝质翅片来完成。前一过程一般采用内螺纹铜管来增大换热面积提高热交换能力；后一过程相对复杂一些，减小翅片间距增加翅片数量有利于增大换热面积，提高换热效率，但当翅片间距减小时，冷凝水会由于毛细作用在翅片间形成“水桥”，这不但会使空调器的风阻和噪音增大，而且还会使空调出现“吹水”现象，使人感觉不适。为了解决这一对矛盾，空调器生产厂家现已经广泛采用预涂亲水层的铝箔制作换热器，但是因为这类亲水膜多为高分子聚合物，导热性能不好，结果是亲水性提高了，导热性却下降了。显然，采用有机预涂亲水膜的铝箔并不能最大程度地提高换热器的换热效率。
家用空调的另一个发展趋势是实现多功能化。空调器在密闭环境中使用，室内的空气越来越污浊，致使人产生不适的感觉，即所谓“空调病”，严重影响人的身体健康。为了解决这个问题，很多生产厂家在空调器的风路上设有采用各种吸附剂制作的过滤网，吸附并除去空气中的有害物质。这种方法虽然对空气品质有一定效果的改善，但是由于吸附容量的限制，存在吸附量小、有吸附饱和、无法再生等问题，且容易使吸附的污染物脱附，造成二次污染。
发明内容
本发明要解决的一个技术问题在于，提供一种空调器换热器铝翅片制作方法，可使得翅片不仅具有超亲水性，不挂水珠，不易形成“水桥”，还能保持高的传热性能，本发明要解决的另一个技术问题是提供一种采用上述翅片制造的多功能空调换热器，可使换热器具有光催化氧化能力，能同时除去工作空间内的有害、有味气体，具有多功能、高效率、低能耗、不“吹水”、寿命长等特点。
本发明提供的技术方案是：提供一种空调器换热器翅片的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
将铝质翅片用清洗剂洗涤干净并干燥；
在干燥处理后的铝质翅片表面上覆盖一层纳米光催化剂溶胶；
将表面覆盖有纳米光催化剂溶胶的铝质翅片在100℃-600℃的温度范围内进行焙烧，焙烧时间为0.1～5小时。
在上述空调器换热器翅片的制作方法中，所述清洗剂是一种采用阴离子表面活性剂以及碱性无机物NaHCO3、Na2CO3、NaOH、KHCO3、K2CO3、KOH中的一种或者两种与水按比例配制的混和溶液。所述的清洗液中，阴离子表面活性剂、碱性无机物和水的重量配比范围为0.1∶0.1∶99.8——10.0∶10.0∶80。
在上述空调器换热器翅片的制作方法中，所述干燥步骤中的干燥方式可为风干、烘干、自然晾干或甩干。
在上述空调器换热器翅片的制作方法中，所述纳米光催化剂溶胶是一种由TiO2和其它无机添加剂Al2O3、SiO2、MoO3、WO3、Pt酸盐、ZrO2、CuO、SnO2、MnO2、Fe2O3中的一种或者多种与水配制成的水溶胶。所述水溶胶中，TiO2、无机添加剂和水的重量配比范围为1∶0.01∶98.99——40∶40∶20。
在上述空调器换热器翅片的制作方法中，所述焙烧步骤是纳米光催化溶胶在翅片铝箔表面的晶化烧结以及光催化剂在铝箔表面的焙烧结合过程。
在上述空调器换热器翅片的制作方法中，所述焙烧的温度范围为100℃-600℃，焙烧时间为0.1～5小时。
提供一种空调器换热器，包括铝质翅片，其特征在于，所述铝质翅片的表面上覆盖有至少一层纳米光催化剂溶胶形成的涂膜。
在上述按照本发明提供的空调器换热器中，所述纳米光催化剂溶胶是一种由TiO2和其它无机添加剂Al2O3、SiO2、MoO3、WO3、Pt酸盐、ZrO2、CuO、SnO2、MnO2、Fe2O3中的一种或者多种与水配制成的水溶胶。所述水溶胶中，TiO2、无机添加剂、和水的重量配比范围为1∶0.01∶98.99——40∶40∶20。
实施本发明提供的空调换热器翅片的制作方法及空调换热器，采用具有光致强氧化性和超亲水性的催化剂作为铝质热交换翅片的纳米镀膜层。该膜层宏观上连续透明，微观上多孔、比翅片本身的表面积大。在无光的条件下，换热器翅片的亲水性能达到或超过有机预涂铝箔片的性能；在光激发的情况下，水在铝片上不形成水滴，完全在表面铺展成均匀水膜。该换热器杜绝了水桥的产生，使得铝箔与流动的空气之间的换热量和换热速率大大提高，因而从结构上可减小空调器的体积，节约原材料和降低成本，同时，换热效率的提高也有利于降低空调器的能耗，节约消费者的使用开支。此外，由于换热器铝箔的表面膜层为高活性光催化剂，在调节温度的同时，对流贯换热器的空气可以进行净化处理，使空气中甲醛、苯、油烟及其它有机的有害气体被氧化分解为无害的水和二氧化碳。该光催化性能与超亲水性能一样，可以长期保持，性能下降时，光照后即可恢复。下面用具体实施例进一步说明本发明。
具体实施方式
本发明提供的制作方法是：用一种纳米光催化剂溶胶来浸涂换热器的铝质翅片，经干燥和焙烧过程使之结成宏观连续的、坚固的纳米无机氧化物膜层，然后用该铝箔按照常规方式制造空调换热器。
上述的纳米光催化剂溶胶为水溶胶，是采用TiO2和其它无机添加剂Al2O3、SiO2、MoO3、WO3、Pt酸盐、ZrO2、CuO、SnO2、MnO2、Fe2O3中的一种或者多种与水混和而成。在所述水溶胶中，TiO2、无机添加剂、和水的重量配比范围可在1∶0.01∶98.99——40∶40∶20之间选择。
在制作这种铝翅片时，需要先用清洗剂对铝翅片进行洗涤和干燥。清洗剂可采用阴离子表面活性剂、NaHCO3、Na2CO3、NaOH、KHCO3、K2CO3、KOH中的一种或者两种定比例混合而成。洗涤过程可采用淋洗、浸泡等方式；干燥过程可采用风干、烘干、自然晾干或甩干等方式；镀膜方式可采用浸渍、提拉、涂抹、或喷涂等方式；焙烧过程可在高温烘箱或马弗炉或者红外线烘炉中进行，焙烧温度可在100～600℃之间选择，焙烧时间为0.1～5小时。换热器采用由本发明所制作的翅片按常规方法来制造，换热器是指通常空调中的蒸发器、冷凝器，由铜管和金属翅片所构成。
在上述焙烧温度的选择中，可进一步选择为100℃-400℃或100℃-250℃的温度范围进行焙烧，焙烧时间可进一步选择为0.1～3.5小时或0.1～1.5小时。
清洗剂是一种采用阴离子表面活性剂以及碱性无机物NaHCO3、Na2CO3、NaOH、KHCO3、K2CO3、KOH中的一种或者两种与水按比例配制的混和溶液。所述的清洗液中，阴离子表面活性剂、碱性无机物和水的重量配比范围可在0.1∶0.1∶99.8——10.0∶10.0∶80之间选择。
由上述技术和方法制得的表面覆盖有光催化纳米复合材料膜的铝翅片和换热器具有以下特性：膜体透明或半透明，厚度在0.1～1000纳米之间，耐磨耐酸耐腐蚀；翅片经光照活化后，表面对水的接触角可以降到5°以下，并可以长时间保持高亲水性，失效后可在光照下自动恢复；制得的换热器不形成“水桥”，镀膜翅片沿法向的导热系数介于有机预涂膜翅片和普通铝箔翅片之间；膜层具有多孔性和大比表面，在换热过程中能吸附空气中的有害气体分子，特别是在常温下以及有紫外或可见光的条件下，可将各种污染室内的有害气体氧化分解为无害的二氧化碳和水等物质，使空气保持清新。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)本发明采用了具有光致强氧化性和超亲水性的催化剂作为铝质热交换翅片的纳米镀膜层，膜层宏观上连续透明，微观上多孔、比表面积大。在无光的条件下，换热器翅片和亲水性能达到或超过有机预涂铝箔片的水平；在光激发的情况下，水在铝片上不形成水滴，完全在表面铺展成均匀水膜，杜绝了水桥的产生。这种超亲水性可以长时间保持，无需光源不断照射，性能下降时，短时间光照即可完全恢复。(2)采用镀有光催化膜的铝箔制得的换热器，铝箔与流贯的空气之间的换热量和换热速率大大提高，有利于减少空调器的体 积，节约原材料和降低成本，同时，换热效率的提高也有利于降低空调器的能耗，节约消费者的使用开支。(3)由于换热器铝箔的表面膜层为高活性光催化剂，在调节温度的同时，对流贯换热器的空气可以进行净化处理，空气中甲醛、苯、油烟及其它有机的有害气体可被氧化分解为无害的水和二氧化碳。
Claims (10)
1、一种空调器换热器翅片的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
将铝质翅片用清洗剂洗涤干净并干燥；
在干燥处理后的铝质翅片表面覆盖上一层厚度为0.1～1000纳米的光催化剂薄膜；
将表面覆盖有纳米光催化剂薄膜的铝质翅片在100℃-600℃的温度范围内进行焙烧，焙烧时间为0.1～5小时。
2、根据权利要求1所述空调器换热器翅片的制作方法，其特征在于，所述清洗剂是一种采用阴离子表面活性剂以及NaHCO3、Na2CO3、NaOH、KHCO3、K2CO3、KOH中的一种或者两种与水按一定比例配制的混和溶液。
3、根据权利要求1所述空调器换热器翅片的制作方法，其特征在于，所述干燥步骤中的干燥方式可为风干、烘干、自然晾干或甩干。
4、根据权利要求1所述空调器换热器翅片的制作方法，其特征在于，所述纳米光催化剂溶胶是一种由TiO2和其它无机添加剂Al2O3、SiO2、MoO3、WO3、Pt酸盐、ZrO2、CuO、SnO2、MnO2、Fe2O3中的一种或者多种与水按一定比例混和而成。
5、根据权利要求1所述空调器换热器翅片的制作方法，其特征在于，所述焙烧步骤是在一种高温炉中晶化烧结。
6、根据权利要求1所述空调器换热器翅片的制作方法，其特征在于，所述焙烧时的温度范围为℃200℃-450℃，焙烧时间为0.1～3.5或0.5～3.0小时。
7、根据权利要求1所述空调器换热器翅片的制作方法，其特征在于，所述焙烧时的温度范围为200℃-450℃，焙烧时间为0.5～3.0小时。
8、根据权利要求1所述空调器换热器翅片的制作方法，其特征在于，所述覆盖的方式可为浸覆、涂覆或喷涂。
9、一种空调器换热器，包括铝质翅片，其特征在于，所述铝质翅片的表面上具有一层厚度为0.1～1000纳米的光催化剂膜。
10、根据权利要求9所述空调器换热器，其特征在于，所述光催化剂膜是一种由TiO2和其它无机添加剂Al2O3、SiO2、MoO3、WO3、Pt酸盐、ZrO2、CuO、SnO2、MnO2、Fe2O3中的一种或多种与水混和而成的水溶胶。
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