空调换热器的机械物理法回收工艺研究

　　1引言

　　随着我国经济的快速增长，空调器的淘汰率逐年攀升。如何对空调器中的换热器进行高速有效的回收已成为一个热点问题。欧、美、日等发达国家对空调器中的换热器不单独进行回收，直接将空调器整体破碎后再进行多级分选。这种方法的优点是节省劳动力成本，自动化程度高，但是设备费用高，破碎机功耗大、噪音大、磨损快，而且分离出的材料纯度不高，粉碎过程中产生的烟尘也容易造成空气污染。

　　我国对换热器的回收基本采用人工方式，使用手锤、扁铲、钢锯、剪刀、手持切割机等简单的工具进行手工拆解。金属材料的分离纯度虽然可以达到 100%，但是劳动强度大，工作环境恶劣，效率低下，操作不慎，还容易出现事故，不能满足空调批量回收的需要。

　　中国专利 CN2801309Y、CN201127946Y 和 CN101450348A均对空调换热器的材料回收进行了研究，并分别提出了各自的分离装置[1~3]。

　　但是所提方案都有很大局限性，没有充分考虑空调换热器的结构多样性，不具备实用性，不适合批量回收。

　　上述现有技术中，人工分离的方法效率低，整体分离的方法设备成本高，分离的材料纯度低。为此，提出一种能对空调换热器进行高纯、高效回收的方法—机械物理法。该方法主要包括：预处理、切割、挤压、辊轧、破碎、振动分选、风力分选等步骤，利用组成换热器的铜、铝两种金属机械性能和密度的差异来进行有效的分离。

　　2换热器的构型及材料组成

　　空调的制冷/制热循环系统一般由压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器等部件组成，其中蒸发器和冷凝器统称为换热器，分布在室内机和室外机，主要由铜管和铝翅片组合制成[4]。换热器按传热面的形状和结构来分，有管式换热器、板式换热器以及特殊形式的换热器等，其中管式换热器应用最广。

　　空调换热器主要就是管式换热器，其中家用空调器主要是翅片管式换热器。所述的换热器均指翅片管式换热器。换热器的主要组成部分是铝翅片和铜管，铝翅片外沿两端是作为安装支架的铁片。

　　铜管在换热器中的布置状态有三种：平板形、L 形和 U 形。如图1 所示为 L 形单层换热器的结构。如表 1 所示，列出了铜管与铝翅片的三种结合方式。在换热器的成形过程中，通常将铜管弯成U 形，U 形管口再与半圆管焊接，铜管穿过薄铝片制成的肋片(铝翅片)，采用胀管技术将铜管膨胀，使铜管与铝翅片紧密接触，且相互垂直固定[5]。

　　空调器的材料主要包括钢材、铜材、铝材和塑料，其中铜材主要分布在冷媒管路，即压缩机和换热器之间的管路通道，铝材主要集中在换热器，即铝翅片。