一、內螺紋銅管發展趨勢
內螺紋銅管作為一種高效的傳熱元件,配合高效的鋁或鋁合金翅片,廣泛應用於空調系統的冷凝器和蒸發器。空調系統的節能高效和小型化要求,促使了改進壓縮機的性能,並使用高效化和小型化的冷凝器和蒸發器。
目前壓縮機的性能通過三十多年的發展,性能系數已由2.3提高到3.5,潛力已十分有限。而兩器的強化傳熱改進還有很大的潛力。而且,隨著保護臭氧層和環保的要求,國際上對CFC類制冷劑的限制使用,人們開始尋找替代R22和R12的制冷劑。
目前,不管是R407C還是R410A或R290、R417A,在性能上都不如R22和R12。使空調兩器性能都有所下降。這就要求人們尋找更好的傳熱元件來彌補這方面的不足。
二、替代制冷劑對空調兩器傳熱的影響
近年來,國內外空調廠家及銅管廠家都在采用新型制冷劑和空調小型化方面做了大量研究工作。
目前替代制冷劑主要是R407C和R410A,它們都是混合制冷劑,R407C 是由R32/R125/R134a三種HFC工質以質量百分比23/25/52/組成的非共沸制冷劑,R410A是由R32/R125兩種HFC工質以質量百分比50/50組成的近共沸制冷劑。
研究表明:R410A呈現單一制冷劑的行為,其冷凝特性接近R22,蒸發性也不低於R22,采用小頂角與高齒銅管,通過改進空調系統的設計,能夠使R410A的高性能得於保證,甚至超過R22。
但R410A的冷凝壓力較高,要求傳熱管壁厚增加和細徑化來提高強度。從R410A的物理性能看,蒸發時R410A的壓力損失比R22小得多,基於這一點,對蒸發器用管細徑化有利,可以減小細徑化引起的壓力損失增大。而對R407C,由於其蒸發和冷凝 性較低,在冷凝時其液膜內產生濃邊界層,對熱傳導性不利。低質量流速時尤其明顯。目前國內外研究表明:瘦高齒、網狀齒等復雜齒型能大大提高R407C傳熱效能。
三、內螺紋銅管的強化傳熱在兩器中的區別
對於蒸發器(管內蒸發過程)增強傳熱的原因有:
(1)增大了換熱面積;
(2)增加了氣化核心的數量;
(3)促使波狀流型提前轉變為半環狀流型和環狀流型,從而增加了潤濕表面;
(4)增加了液膜的湍流度(紊流度、擾流度)。
對於冷凝器(管內冷凝過程)增強傳熱的原因有:
(1)增大了管內換熱面積;
(2)在表面張力作用下促使冷凝液離開傳熱表面而排走,減小了齒頂和槽間的制冷劑液膜厚度(此液膜不利於傳熱);
(3)它增強了液態制冷劑的湍流程度,增強了氣液兩相的混合。