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行业动态

铜管在空调换热器中的应用与发展

来源: 时间:2014-04-04 10:26:04

  1  前言

  随着经济的快速发展,空调的市场容量逐年扩大,对空调的质量要求也在逐步提高。铜管在空调器中起着举足轻重的作用,对铜管的技术要求同样也越来越苛刻,尤其是换热器中的铜管要求更高。因此,如何使铜管更好地满足空调行业的需要已显得更重要。追求低成本、高效率、高质量已成为铜管制造业公认的发展趋势。

  2  铜管在换热器中的作用

  换热器的换热方式包括三种基本的方式:传导、对流、辐射。换热器中的铜管起着传导换热的作用,是换热的最直接的方式,铜管本身的换热性能直接影响空调器的换热效果,空调两器用铜管从光管改为内螺纹管后,强化了换热效率,提高了换热能力,空调整机尺寸因此得以大大缩小,实现了换热器铜管的一次大革命。同时,铜管本身也起到构成制冷系统回路的作用。铜管根据需要,要弯成各种形状,通过胀管、焊接的方式连接起来,正像空调器中的金色血脉。

  3  铜管加工过程中存在的问题及分析

  空调器的铜管在制作过程中,因设备、工艺、原材料性能等方面原因引起的质量问题时有发生,现将铜管加工过程中经常出现的问题及发生原因归纳如表1。

  4  铜管制造新技术的发展与应用情况

  随着国内空调行业制造水平的进步,空调的整体质量逐年提高,有责任感的公司对自己的产品的制造质量要求得越来越严,对相关配套企业的产品也提出更高的要求,推动了配套产品的技术进步。铜管制造的新工艺大量涌现,各种新型铜管层出不穷;铜管制造效率的提高,又大大提高了空调小型化、高能效比的进程。尤其下列两种类型的新产品在空调厂家中逐渐得到推广使用,对空调整体质量的提高起到了推动作用。4. 1  高清洁度铜管

  为减少因泄露引起的返修,加强对两器焊漏率的控制非常重要,空调厂家对两器焊漏的检查和焊漏率的控制越来越严。在两器生产过程中,影响两器焊漏率的因素很多,我们研究发现,在自动焊接工艺相对稳定的情况下,引起焊漏率大幅波动的主要原因是铜管内壁残油量的变化。为保护环境,换热器生产已实现免清洗,取而代之的是加工过程中使用挥发性油及焊接前的烘干工序。因此,控制铜管的内壁残油,正确使用加工中使用的挥发性油,实施适当的烘干工艺,成为控制两器焊漏率的三个有效手段。

  国内大多数铜管厂家采用辊底式连续退火炉,在还原气氛下对铜管进行退火,管内残油在退火炉前段、中段时受热汽化,部分从铜管管口中逸出;在退火炉后半段,随着温度的降低,管内汽化的拉伸油重新液化,附着于管内壁。管内残油量主要由拉伸模具的配套情况、拉伸工序的拉伸油加入量及拉伸油的种类决定,难以批量生产高清洁度铜管。

  现在国外生产高清洁度铜管,在控制工序的同时,普遍采用能连续吹扫的退火炉,在退火过程中对铜管吹氮气,将汽化的管内残油带出,有效降低管内残油。国内大的铜管厂有的也引进了这种连续吹扫式退火炉,相信控制铜管内壁残油量的能力将大大提高。4. 2  高效铜管

  在适当条件下,追求空调能效比的最大化是我们持之以恒的主题。空调能效比的提高,主要取决于压缩机、制冷系统匹配、换热器效率三个因素。换热器效率很大程度上决定于铜管的换热效率,内螺纹铜管的换热效率与其齿型结构(图1)密切相关。

  内螺纹铜管的齿型分为三型齿(AA型)、台型齿( FF型)、顶角细小的台型齿( FN型)、顶角细而高的台型齿(SA型)四大类,齿型截面示意图见图2。从内螺纹铜管的发展来看,是首先从AA型开始的,逐渐按FF型、FN型、SA型方向发展。从换热理论来看,提高接触长度,对提高管内蒸发传热系数帮助很大;提高留液面积,对提高管内冷凝传热系数帮助很大。

  因此,为提高铜管换热效率,主要考虑从增加齿高、加大齿底宽、减小齿顶角等方面入手。而增加齿高、加大齿底宽、减小齿顶角、采用交叉齿、减小管径等方法,无一不是对铜管的制造技术提出更高的要求。随着铜管技术的发展,使我们采用更大齿高、更小齿顶角的螺纹管齿型,使实现更轻的每米重量及更高性能的追求成为可能。如我们使用的Φ7内螺纹铜管现已从齿高0. 15 mm、齿顶角55°±5°、每米重量61 g规格改进到齿高0. 18 mm、齿顶角40°±5°、每米重量57 g的规格。在每米重量降低的同时,接触长度与留液面积都有增加,铜管的蒸发性能、冷凝性能都得到提高。现在有厂家开发了15°的新规格Φ7内螺纹铜管,蒸发冷凝性能更高,每米重量更低。  

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