內(nèi)螺紋銅管傳熱性能

按照國標(biāo)GB/T20928-2007中的要求，內(nèi)螺紋銅管產(chǎn)品按照產(chǎn)品名稱、牌號(hào)、狀態(tài)、外徑、底壁厚、齒高加齒頂角、螺旋角、螺紋數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)的順序表示:

示例1:TP2 M2 φ9.52×0.30+0.20-53-18/60 GB/T20928-20072、(用TP2制造的，供應(yīng)狀態(tài)為M2，外徑為9.52mm，底壁厚為0.30mm，齒高為0.20mm，齒頂角為53度，螺旋角為18度，螺紋數(shù)為60的無縫內(nèi)螺紋盤管，)標(biāo)記為:

無縫內(nèi)螺紋盤管TP2 M2 φ9.52×0.30+0.20-53-18/60 GB/T20928-20072、內(nèi)螺紋銅管尺寸參數(shù)及對(duì)其傳熱性能的影響 (1)外徑

早期空調(diào)換熱器中使用得較普遍的銅管直徑為9.52mm左右，進(jìn)入1990年以后一些空調(diào)器生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)將換熱器的傳熱管管徑細(xì)化成7.0mm，其中蒸發(fā)器管徑細(xì)化的現(xiàn)象最為普遍。這種細(xì)管徑的換熱器，由于管與管之間距離縮小，使得肋片效率提高、傳熱有效面積增加、空氣流過時(shí)的流動(dòng)阻力減小，強(qiáng)化傳熱。1995年以后，一些家用空調(diào)器生產(chǎn)企業(yè)又將傳熱管的管徑進(jìn)一步細(xì)化為6mm，甚至5mm，傳熱效率又進(jìn)一步提高，尤其是在應(yīng)用于替代制冷劑R410A的室內(nèi)機(jī)時(shí)，由于R410A制冷劑系統(tǒng)的壓力比R22的高1.6倍左右，使用細(xì)徑管有利于提高安全可靠性。

目前國內(nèi)的內(nèi)螺紋管管徑主要有12.7mm，9.52mm，7.94mm，7mm，6.35mm和5mm等幾種規(guī)格，其中9.52mm與7mm應(yīng)用最為普遍。并且隨著銅價(jià)等原材料上漲及國家對(duì)空調(diào)能效的要求，銅管正朝著細(xì)徑薄壁的方向發(fā)展，但管徑太小會(huì)造成冷媒阻力變大，薄壁會(huì)使工作中管子出現(xiàn)泄漏或者爆裂的可能性增加。

(2)底壁厚

目前內(nèi)螺紋管底壁厚一般在0.20~0.30mm范圍內(nèi)，底壁厚越薄傳熱效果越好，但底壁厚過薄會(huì)削弱管材的強(qiáng)度以及齒的穩(wěn)定性，不僅不利于后道工序的U形彎管質(zhì)量與焊接質(zhì)量，而且同樣也會(huì)因齒的穩(wěn)定性差，影響傳熱效果。

(3)齒高

齒高是影響傳熱的重要因素，增加齒高會(huì)使內(nèi)表面換熱面積和刺破液膜能力增加，內(nèi)螺紋管傳熱效果增強(qiáng)，但齒高的增大受加工技術(shù)的限制。目前內(nèi)螺紋管齒高一般在0.10~0.25mm范圍內(nèi)。

(4)螺旋角

螺旋角的存在是為了使流體旋轉(zhuǎn)，使管道中流體產(chǎn)生與徑向不同的二次流，增加湍流的強(qiáng)度，從而使對(duì)流換熱得到加強(qiáng)，換熱系數(shù)隨之增加，所以螺旋角增大能增強(qiáng)換熱系數(shù)，但隨著螺旋角的增大，壓力損失也隨之增加，故螺旋角也不是越大越好，而是有一個(gè)合理的范圍。

(5) 齒頂角

齒頂角小，有利于增加內(nèi)表面換熱面積，減薄冷凝傳熱的液膜厚度，增加蒸發(fā)傳熱的汽化核心，但齒頂角過小，則內(nèi)螺紋管齒的抗脹管強(qiáng)度過小，齒高在脹管后被壓低的程度及齒型的變形量增加會(huì)引起傳熱效率減低，因此在保證齒的抗脹管強(qiáng)度的前提下，內(nèi)螺紋管的齒頂角盡可能小些。目前國內(nèi)一些廠家做出的內(nèi)螺紋瘦高齒齒頂角能達(dá)到20°左右。

(6)齒數(shù)(螺紋數(shù))

增加齒數(shù)即螺紋條數(shù)能夠增加汽化核心的數(shù)目，有利于沸騰換熱舉措，增加內(nèi)表面換熱面積。但是齒數(shù)增加過多，會(huì)使齒間距過小，反而減弱了管內(nèi)流體的被攪拌強(qiáng)度，且加大了齒間液膜厚度，增大了熱阻，而降低了換熱能力，使得螺紋管的換熱效率趨近于光管，故齒數(shù)應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)為宜。

(7)槽底寬

槽底寬尺寸大有利于傳熱，但槽底寬尺寸過大，脹管后齒高被壓低的程度及齒型的變形量增加，傳熱效率將降低，因此在保證抗脹管強(qiáng)度的前提下，槽底寬大些好。

(8)潤周長

增加潤周長可以增加汽化核心數(shù)，使蒸發(fā)傳熱效率顯著提高。因此，對(duì)于蒸發(fā)器用管，管內(nèi)橫截面潤周長越大越好。潤周長的增加，可以通過增加齒高和減少齒頂角來實(shí)現(xiàn)。

由于內(nèi)螺紋銅管內(nèi)表面積的增加，所以它的導(dǎo)熱性能要比光管提高百分之二十到三十。隨著世界能源緊張和國內(nèi)能效比空調(diào)準(zhǔn)入制度的實(shí)行，內(nèi)螺紋銅管將會(huì)被廣泛應(yīng)用到空調(diào)制冷行業(yè)中。

常用生產(chǎn)工藝如下:

熔鑄→銑面→軋機(jī)→聯(lián)拉(3連拉)→盤拉→ 退火(在線退火)→內(nèi)螺紋成型→水平纏繞→退火→包裝發(fā)貨

國家標(biāo)準(zhǔn)編號(hào):GB/T20928-2007，標(biāo)準(zhǔn)名稱:無縫內(nèi)螺紋銅管(Seamless inner grooved copper tube)，就目前的銅管標(biāo)準(zhǔn)來說僅中國發(fā)布了內(nèi)螺紋銅管標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了內(nèi)螺紋銅管的要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則與包裝、標(biāo)志、運(yùn)輸與貯存。此標(biāo)準(zhǔn)由金龍精密銅管股份有限公司、高新張銅股份有限公司、浙江海亮股份有限公司負(fù)責(zé)起草。

空調(diào)制冷行業(yè)