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引言:隨著銅鋁比價進一步上漲,空調(diào)產(chǎn)業(yè)“以鋁代銅”又再次成為熱門話題。在過去銅鋁比價中樞位于3.5的十年間,冰箱業(yè)逐步實現(xiàn)了“以鋁代銅”的推廣普及,而受技術(shù)的制約和輿論的壓力,空調(diào)業(yè)“以鋁代銅”則進展緩慢。
在用銅成本居高不下的現(xiàn)實下,空調(diào)企業(yè)迫切希望找到一條“降本保質(zhì)”的發(fā)展之路,“以鋁代銅”成為目前研究的重點方向。下面,我們就來看一下家電行業(yè)銅鋁替代情況?!?/p>
一、空調(diào)
我國家電行業(yè)用銅占全行業(yè)用銅的14%左右,其中空調(diào)用銅又占到家電行業(yè)用銅的近80%??照{(diào)銅鋁替代的關(guān)鍵要素有兩方面,一方面是鋁管在空調(diào)制冷設(shè)備中應(yīng)用的技術(shù)成熟度,另一方面則是消費者對于鋁制空調(diào)的接受度。從當前空調(diào)行業(yè)發(fā)展來看,鋁應(yīng)用研究已經(jīng)有了很大的技術(shù)突破,鋁制換熱器、全鋁微通道換熱器具有很大的應(yīng)用潛力,同時在政策支持方面,中國家用電器研究院還牽頭聯(lián)合國家部委、行業(yè)企業(yè)共同成立了“空調(diào)鋁應(yīng)用研究工作組”,著手制定《鋁應(yīng)用白皮書》、團標《空調(diào)用鋁制換熱器可靠性》,旨在通過加大政策支持、依托標準引領(lǐng)來增強市場對于“以鋁代銅”的信心。
圖1:中國空調(diào)產(chǎn)量(1-2月合并)
數(shù)據(jù)來源:SMM、物產(chǎn)中大研究院
圖2:空調(diào)用銅密度占比圖
數(shù)據(jù)來源:公開資料、物產(chǎn)中大研究院
空調(diào)不同零部件銅鋁替代的技術(shù)成熟度有所不同,目前電機的銅鋁替代率較高,換熱器、內(nèi)外連接管的銅鋁替代率則在不斷地提升。而在空調(diào)用銅密度占比中,換熱器占一半左右,然后再是內(nèi)外連接管、電機,以及其他的零部件。下面來看一下各個零部件目前的銅鋁替代情況。
1、換熱器(冷凝器、蒸發(fā)器)的銅替代
表1:目前換熱器的應(yīng)用現(xiàn)狀
數(shù)據(jù)來源:公開資料、物產(chǎn)中大研究院
近年來,空調(diào)行業(yè)銅鋁替代最重點的技術(shù)研究還是在換熱器部分,隨著銅鋁比價的走高,已經(jīng)在換熱翅片上較早實現(xiàn)了以鋁代銅,但是用鋁管代替銅管還不普遍,主要原因在于鋁管的電化學腐蝕問題難以解決,技術(shù)上需要有所突破。隨著目前鋁應(yīng)用技術(shù)的不斷升級,鋁圓管鋁翅片換熱器也獲得了一定的應(yīng)用優(yōu)勢,占比逐年上升,2023年占比達9.4%。
表2:鋁圓管鋁翅片換熱器vs銅管鋁翅片換熱器(相同換熱性能)
數(shù)據(jù)來源:公開資料、物產(chǎn)中大研究院
從目前的研究進展來看,全鋁的微通道換熱器也在不斷的研發(fā)中,即以更小的體積實現(xiàn)更大的換熱量,通過提高換熱器的緊湊性,大幅提高換熱效率,同時可以實現(xiàn)制冷劑充注量的減少,也更符合低碳排放要求。目前在汽車空調(diào)上,已經(jīng)實現(xiàn)了100%的全鋁微通道換熱器應(yīng)用。
表3:全鋁微通道換熱器vs銅管鋁翅片換熱器(相同換熱性能)
數(shù)據(jù)來源:公開資料、物產(chǎn)中大研究院
2、內(nèi)外連接管的銅替代鋁管在空調(diào)器上的替代主要是空調(diào)器室內(nèi)機與室外機的制冷劑連接管道。內(nèi)外連接管的鋁管替代技術(shù)難度不大,逐漸成為制冷空調(diào)領(lǐng)域的新選擇。
3、電機的銅替代電機中的內(nèi)部線圈已經(jīng)大部分完成銅鋁替代。
表4:空調(diào)各部位用銅量測算(2023年)
數(shù)據(jù)來源:公開資料、物產(chǎn)中大研究院
二、冰箱
圖3:中國冰箱產(chǎn)量
數(shù)據(jù)來源:SMM、物產(chǎn)中大研究院
圖4:冰箱用銅密度占比圖
數(shù)據(jù)來源:公開資料、物產(chǎn)中大研究院
家用冰箱主要用銅部位有冷凝器散熱管、干燥過濾器、制冷系統(tǒng)用毛細管。冰箱銅鋁替代的關(guān)鍵也在換熱器的部分,由于冰箱對于熱效率的要求不高,鋁的導(dǎo)熱系數(shù)是銅的55%左右,比熱是銅的2.33倍,通過優(yōu)化換熱器設(shè)計,能做到很大程度的銅替代。
據(jù)國際KFB調(diào)查報告,在2007年,中國冰箱冷凝器與蒸發(fā)器鋁使用率就達到了80%。而目前,主流冰箱企業(yè)的冰箱產(chǎn)品中鋁使用率達到了90%以上。制冷管路以銅管為主的局面已經(jīng)改為銅鋁結(jié)合為主,壓縮機連接管、回氣管、蒸發(fā)器基本都是鋁材料,毛細管以及部分連接部位還保留了銅材質(zhì)。
隨著焊接技術(shù)和新型連接密封工藝的進步,毛細管“以鋁代銅”解決方案已經(jīng)提上了日程,企業(yè)已經(jīng)在積極進行研究推廣,鋁在冰箱產(chǎn)品中的全面應(yīng)用正在加快進程。技術(shù)的升級有望帶動冰箱鋁應(yīng)用率的進一步提高。目前,冰箱中的換熱器正逐步從自然散熱的絲管換熱器向高效的微通道換熱器發(fā)展。
表5:冰箱各部位用銅量測算(2023年)
數(shù)據(jù)來源:公開資料、物產(chǎn)中大研究院
三、未來展望
家電行業(yè)“以鋁代銅”的進一步應(yīng)用突破點在空調(diào)業(yè),而空調(diào)業(yè)“以鋁代銅”的進一步突破點在于技術(shù)進步和觀念轉(zhuǎn)變。當前空調(diào)換熱器的用銅量在86-98萬噸左右,而銅鋁替代率僅在10%,內(nèi)外連接管的用銅量在24.5-37萬噸,銅鋁替代率在40%左右,隨著技術(shù)難點的不斷突破,均有很大的銅鋁替代空間。
在觀念轉(zhuǎn)變上,需要加大政策支持力度,從國家、行業(yè)、企業(yè)多層面制定支持以鋁代銅的政策措施,以標準引領(lǐng),提高產(chǎn)品質(zhì)量,規(guī)范行業(yè)發(fā)展,從而增強消費者的信心。
作者:陳薪伊 丁夢欽
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