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换热器技术主要是采用5mm铜管来替代原有换热器中的7mm、9.52mm铜管,通过一定的流路优化,达到原有机组相同的性能。据介绍,相比原有的换热器,采用5mm铜管的换热器能减少使用50%的铜材。
上海交通大学先后完成了多种不同制冷剂情况下,5mm内螺纹铜管管内冷凝、蒸发换热和压降关联式的拟合以及针对不同机型的换热器流路优化仿真设计。实验证明采用5mm铜管换热器的空调系统能够有效地降低成本,并且减少制冷剂充注量,是一种非常有效的技术。
金属铜杰出的换热性能使其成为空调换热器管材的不二选择,现有的空调换热器通常采用铜管铝翅片,这对空调的性能和成本控制起着非常关键的决定作用。但是近年来,由于铜价节节攀升、居高不下,空调生产企业的成本压力越来越大,甚至有些不堪重负,因此各大厂商纷纷致力于寻找替代性管材来降低成本,如铜铝复合管、铝管、不锈钢管等。
研究表明,通过换热器小型化有效降低空调换热器生产成本,才是根本解决之道。目前来看,实现换热器小型化的最好方法是使用小管径内螺纹铜管代替较大管径的内螺纹铜管,而且此种解决方案无需使用替代性管材,却能同时实现对房间空调产品的成本控制——即“换热器铜管的小管径化”。
在房间空调器中的换热器里,目前普遍采用的是直径为7mm及以上管径的铜管,如果将蒸发器和冷凝器中的铜管直径全部改为5mm、4mm以及更细型号,则能节省大量的铜材料,从而降低整个空调器的成本,理论上可相应节省成本约30%、40%甚至更多。
上海交通大学开发的三维翅片管换热器仿真与优化设计软件、房间空调器系统方针软件能有效对换热器进行优化设计,并对空调系统进行仿真计算。由于5mm内螺纹管的摩擦压降更大,需要对采用5mm内螺纹管的换热器进行重新设计以减小压降,故而采用换热器仿真优化软件对其进行设计。
空调换热器采用的内螺纹管径减小后,管内换热和压降特性会随之改变,研究表明:在质流密度相同情况下,5mm内螺纹管内制冷剂的摩擦压降比7mm的大10-30%,但通过针对5mm内螺纹管的换热和压降特性,对空调器中的换热器进行优化,同时对系统的其他部件,如膨胀阀的开度进行调整,是能使系统的性能达到甚至超过系统原有性能。
据了解,毛细铜管换热器技术是由国际铜业协会小管径高效房间空调项目在多年前开始牵头多家高校、企业共同研发,目的是引导合理用铜,同时降低企业成本,通过深化技术研发合作,带动行业共同关注小管径铜管换热器技术。
房间空调领域的小管径技术革命,必然离不开各大生产企业的鼎力支持和充分推动。通过实现房间空调换热器铜管的小管径化,在保持铜管优秀传热品质的同时,大幅降低空调成本,实现消费者利益与行业发展共赢。并且,小管径房间空调系统能减少20%~30%的制冷剂充注量,为国家的环保、减排事业提供了更多的选择。
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