具有耐腐蚀涂层的铝制热交换器的制造方法
【专利说明】具有耐腐蚀涂层的错制热交换器
[oow] 发明背景
[0002] 本文所公开的主题一般设及热交换器，且更具体来说设及耐腐蚀的侣制热交换 器。
[0003] 热交换器广泛用于各种应用，包括但不限于包括风机盘管机组的加热系统和冷却 系统、用于各种工业工艺和化学工艺的加热装置和冷却装置、热回收系统等，仅举W上几 例。许多用于将一种流体的热量传递到另一种流体的热交换器使用一个或多个管，一种流 体流过运些管，同时第二流体在运些管周围流动。将流体中的一者的热量通过管壁的传导 传递到另一种流体。很多配置还使用了翅片，运些翅片与管的外部热传导接触W提供增大 的表面积，在该增大的表面积上，热量可在流体之间传递；改进流过热交换器的第二流体的 热传递特性；并且增强热交换器的结构刚性。运样的热交换器包括微通道热交换器和圆管 板翅片（RTP巧热交换器。
[0004] 热交换器管可由多种材料包括侣、铜及其合金制成。侣合金重量轻，具有相对高的 比强度和高的导热性。由于运些优良的机械性质，在商业应用、工业应用、住宅应用、运输应 用、制冷应用和海上应用中，在用于加热系统和冷却系统的热交换器中使用侣合金。然而， 侣合金热交换器可能容易受腐蚀。在海上环境中或接近海上环境的应用中，具体来说，海水 或风送的海水水雾产生侵蚀性的氯盐环境，运对于运些热交换器来说是有害的。运种氯盐 环境会导致针焊接头、翅片和制冷剂管迅速局部化并且大体腐蚀。运些腐蚀模式包括电偶 腐蚀、裂隙腐蚀和点腐蚀。腐蚀损害了热交换器传递热量的能力，因为翅片丧失其结构完整 性W及与制冷剂管的接触并且腐蚀产物积聚在热交换器外表面上，从而产生额外的热阻层 并且增加气流阻抗。腐蚀由于冷却系统的管穿孔和失效，最终导致制冷剂的损失。因此，侣 合金热交换器的腐蚀耐久性的改进将被本领域很好地采纳。 阳〇化]已使用表面涂层来通过在环境中的盐水与热交换器的侣制组件之间施加物理屏 障来提供保护W防腐蚀。涂层类型包括电锻、浸溃涂布、喷涂和粉末涂布。然而，除了应用 聚合物涂层的成本、时间和复杂性之外，常规的聚合物表面涂层可能还具有许多问题，诸如 涂层覆盖的厚度不充分或不均匀、针孔及其它间隙，W及在应用涂层之前必须进行侣制衬 底的广泛的表面制备，W便在涂层与衬底之间提供充分结合。热交换器的性质展现出大而 频繁的溫度变化，运可能导致聚合物涂层发生分层和解散。此外，聚合物涂层产生对热传递 具有抵抗性的层并且可导致热交换器的效率的损失。金属表面处理诸如TCP(由美国海军 空战中屯、航空部开发的S价铭工艺）已用于制备用于聚合物涂层的随后应用的热交换器 表面，如美国专利申请公开号2012/0183755Al中所描述；然而，运样的涂层仍具有上述问 题。
[0006] 发明简述
[0007] 根据本发明的一方面，热传递系统包括热传递流体循环回路。该热传递系统包括 安置在热传递流体循环回路中的热交换器，该热交换器包含侣合金外表面，该侣合金外表 面在其上具有由包含=价铭盐和碱金属六氣错酸盐的组合物得到的顶表面涂层。
[0008] 根据本发明的另一方面，产生热传递系统的方法包括：使热交换器的侣合金外表 面与包含=价铭盐和碱金属六氣错酸盐的组合物接触W便在侣合金表面上形成顶表面涂 层；W及将包含顶表面涂层的热交换器装配到热传递流体循环回路中。
[0009] 附图简述
[0010] 在说明书结束时，在所附权利要求书中具体地指出并明确地要求被视为本发明的 主题。通过W下结合附图进行的详细说明可W清楚地了解本发明的上述和其它特征W及优 点，在附图中：
[0011] 图1描述了示例性热传递系统的示意图；
[0012] 图2描述了示例性热交换器的示意图；
[001引图3描述了另一个示例性热交换器的示意图；W及 [0014] 图4描述了热交换器的侣合金表面的截面图的示意图。 阳〇1引发明详述
[0016] 现在参照附图，在图1中W框图的形式示出了具有热传递流体循环回路的示例性 热传递系统。如图1所示，压缩机10对处于其气体状态的热传递流体加压，运既加热了流 体又提供了使该流体在整个系统内循环的压力。离开压缩机10的热的加压气态热传递流 体流过导管15到达冷凝器热交换器20 (该冷凝器热交换器充当将热传递流体的热量传递 到周围环境的热交换器），从而导致热的气态热传递流体冷凝为加压的中等溫度的液体。离 开冷凝器20的液态热传递流体流过导管25到达膨胀阀30,在该膨胀阀处，压力减小。离开 膨胀阀30的压力减小的液态热传递流体流过导管35到达蒸发器热交换器40,该蒸发器热 交换器充当从周围环境吸收热量并使热传递流体沸腾的热交换器。离开蒸发器40的气态 热传递流体流过导管45到达压缩机10,因而完成热传递流体回路。该热传递系统具有将来 自蒸发器40周围的环境的热量传递到冷凝器20周围的环境的作用。热传递流体的热力学 性质允许该流体在被压缩时达到足够高的溫度，W使得该溫度高于冷凝器20周围的环境 的溫度，从而使得能够将热量传递到周围环境。热传递流体的热力学性质还必须在其膨胀 后压力下具有某个沸点，所述沸点使得蒸发器40周围的环境能够在某个溫度下提供热量 W使液态热传递流体蒸发。
[0017] 图1所示的热传递系统可用作空气调节系统，其中冷凝器热交换器20的外部与周 围外部环境中的空气接触并且蒸发器热交换器40与将被调节的内部环境中的空气接触。 另外，如本领域已知的，该系统还可使用标准多端口切换阀W热累模式进行操作，W使热传 递流体的流动方向W及冷凝器热交换器和蒸发器热交换器的功能反转，即，处于冷却模式 的冷凝器成为处于热累模式的蒸发器并且处于冷却模式的蒸发器成为处于热累模式的冷 凝器。另外，虽然图1所示的热传递系统具有用于进行高效的热传递的蒸发阶段和冷凝阶 段，但也可W考虑其它类型的热传递流体回路，诸如并不设及相变的流体回路，例如，多回 路系统诸如商用制冷系统或空气调节系统，其中非相变回路将如图1所示的蒸发/冷凝回 路中的热交换器中的一者热连接到周围外部环境或连接到将被调节的内部环境。不管热传 递流体循环回路的具体配置如何，都可将热交换器安置在潜在的腐蚀环境，诸如海上环境 或海岸环境中。
[0018] 可根据本文所述实施方案使用的一种类型的示例性热交换器为微通道热交换器 或小通道热交换器。运些类型的热交换器的配置大体相同，主要区别在于基于热传递管端 口的大小而相当松散地应用。为了方便起见，本文将运种类型的热交换器称为微通道热交 换器。如图2所示，微通道热交换器20包括第一歧管212,该第一歧管具有用于接纳工作 流体诸如冷却剂的入口 214和用于排出该工作流体的出口 216。将第一歧管212流体地连 接到多个管218中的每一个，运些管在相对端上与第二歧管220各自流体地连接。使第二 歧管220与多个管222中的每一个流体地连接，运些管使工作流体返回到第一歧管212W 通过出口 216排出。将分隔件223定位在第一歧管212内W将第一歧管212的入口段与出 口段分隔开。管218和222可包括用于输送工作流体的通道诸如微通道。上述双程工作流 体流动配置为很多可能的设计安排中的仅一种。可通过将分隔件223、入口 214和出口 216 布置在第一歧管212和第二歧管220内的特定位置