Алюминиевые трубы, профили, другие элементы современных устройств из серебристо-белого металла привлекли внимание сначала авиастроение, а затем автомобильную промышленность и производителей климатических систем.
Кондиционер и алюминий сегодня олицетворяют передовое направление – металл считается самым дешевым, очень легким. И если, например, масса алюминия в элементах конструкции авто Tesla насчитывают 200 килограмм – производитель снижает вес, чтобы машина имела больший пробег – то создатели кондиционеров предпочитают этот металл, как альтернативу дорогой меди.
Конечно, кондиционер/сплит-система содержат значительно меньше алюминия – алюминиевые трубки соединяют конденсатор, испаритель, компрессор и ещё несколько обязательных компонентов, находящихся в промежутке этой цепочки. Однако масса алюминиевых труб стремительно нарастает в полупромышленных/промышленных системах кондиционирования, где на единичный наружный блок может приходиться свыше сотни внутренних, а протяженность холодопроводов достигает многих сотен метров. Среди таких монстров уличный блок DVM S2, которому рукоплещет Европа, может нести лишь 64 внутренних.
Цена ставит крест на меди
Утверждение, что медь дороже алюминия – это голословное утверждение. Гораздо ярче выглядят сводки с фондовых бирж: квартальные медные форварды достигли максимума в $4626 в марте 2020, а к февралю 2021-го поднялись до $9562 за метрическую тонну. В перспективе рыночники прогнозируют цену тонны меди в «15000~20000» долларов, а алюминия в «5000~7000».
Причина дороговизны меди – повышенный спрос секторов промышленности, технологически ориентированные на этот металл. Другой фактор – ограниченность запасов, снижение качества добычного ресурса, что автоматически усложняет технологию производства, повышая финансовые вложения.
Номенклатура меди в климатических системах – проста, что делает переход с медных на алюминиевые трубы проще. Сегодня американские производители, рекламируя кондиционеры, отдельный строкой уточняют, что устройство содержит медно/алюминиевые трубки. Среди таких климатических систем – модели PIONEER, представленные не только сплит-системами, но и тепловыми насосами.
Чем хороши алюминиевые трубы
Следом за ценой идет ряд технологических преимуществ, среди которых главенствуют:
- высокая гибкость, меньшие усилия на деформацию, отсутствие заломов;
- применение инструмента, используемого при работе с медными;
- низкая температура плавления – 660 градусов. Сравните – у меди 1083. Это 4-кратно сокращает время персонала, занимающегося пайкой;
- развальцовка алюминиевых труб требует меньше усилий.
Кстати, прочность труб из алюминия, сопоставимая с медными, достигается увеличением толщины стенки. Теплопроводность алюминия вдвое ниже меди, что снижает конденсатообразование на трубах.
Среди других преимуществ:
- теплопроводность вдвое (почти) хуже аналогичного показателя меди. Здесь привлекает худшее конденсатообразование, хотя для теплопередачи в этом ничего хорошего нет;
- высокая коррозийная стойкость, объясняемая прочнейшей пленкой окиси, покрывающей алюминиевые изделия. Без этого алюминий реагировал с кислородом воздуха, как натрий;
- широкий эксплуатационный диапазон температур – «-80~+120»⁰;
- алюминиевая труба легче аналогичной медной, что упрощает логистику – возможна доставка бухтированными «50~100» метровыми отрезками, которые могут раскраиваться «по месту», что минимизирует количество отходов;
- долгий срок эксплуатации.
Кстати, ресурсы алюминия, как и меди, ограничены. Поэтому уже ведутся поиски альтернативы. Например, технологические университеты Швеции, Китая, Италии пробуют наладить лабораторные выпуски тепловых трубок из графена. Таковые ждут авиастроители, владельцы DATA-центров.
Вспомните, кулеры компьютеров, охлаждающие процессоры. Они расположены на медных/алюминиевых основаниях, снабженных солидным оребрением. Масса этих элементов и энергозатраты на охлаждение можно снизить, применив графеновые трубки. В действительности, конечно, речь идет о несколько сантиметровых углепластиковых трубках, усиленных графеном. Теплопроводность таковых вчетверо больше меди.
Охлаждающее устройство будет выглядеть совсем просто – несколько трубок, окружающих процессор и заполненных хладагентом или водой. Вскипающий около процессора хладагент будет перемещаться самотеком в противоположный конец трубки, удаленной от охлаждаемого устройства, и остывая, вновь возвращаться к месту повышенной температуры. Исследователи, ведущие опыты, сообщили, что даже один ряд трубок заменит массивный медный/алюминиевый радиатор.
Такие охладители вполне устроят и производителей кондиционирующих устройств – резко упадут габариты и масса испарителей/конденсаторов, снизятся мощности вентиляторов и самого электропривода.
