内螺纹铜管发展趋势及铜管新产品简介

：（1）增大了管内换热面积；（2）在表面张力作用
下促使冷凝液离开传热表面而排走，减小了齿顶和槽
间的制冷剂液膜厚度（此液膜不利于传热）；（3）它
增强了液态制冷剂的湍流程度，增强了气液两相的混
合。
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内螺纹管几何参数对换热性能的影响
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内螺纹管不同齿形的传热强化特性
• 研究表明：针对R22制冷剂，普通内螺纹管，
• 胀管工艺，在芯头的作用下，对内螺纹有破坏作用，破坏 的程度取决于胀量的大小，一般齿高降低001-0.02mm,槽 宽增加，底壁减薄，对内螺纹的换热性能影响是冷凝换热 系数略微降低，蒸发少许增加。整体传热系数受铜管外表 面和铝翘片的接触热阻影响较大，较大的胀量会对内螺纹 造成较大的破坏，从而降低内表面的强化作用，较小的胀 量，会使接触热阻增大，两者都会使整体传热系数降低。
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我公司高效内螺纹传热管（无缝）按 旋向和其齿型特征分类为：
• 瘦高齿
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Golden copper新品
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• 型号 项目
•外径 D（mm）
•底壁厚（mm）
•齿高（mm）
•槽底宽（mm）
•齿顶角（°）
•螺旋角（°）
•螺纹条数 （条）
•每米克重 （g/m）
•内表面积（mm2/cm ）•内表面积比
•传热性能预测
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瘦高齿（小齿顶角）内螺纹铜管 的特点
• 用于采用新冷媒（R410A／R407C）的高能效比空调机 蒸发器，主要用户为美国企业、日本企业等。
• 为了保证瘦高齿管的涨后性能，在齿形设计上我们作 了专门研究，使涨后齿高下降很小，不使传热性能下 降。
• 在Φ6.35- Φ9.52外径范围内，瘦高齿管有着优良的传热 性能，平均比普通内螺管提高1.3-1.4倍。
• 近年来，国内外空调厂家及铜管厂家都在采用 新型制冷剂和空调小型化方面作了大量研究工 作。
• 目前替代制冷剂主要是R407C和R410A ，它们 都是混合制冷剂，R407C 是由R32/R125/R134a 三种HFC工质以质量百分比23/25/52/组成的非 共沸制冷剂， R410A是由R32/R125两种HFC工 质以质量百分比50/50组成的近共沸制冷剂。
实验表明：M型冷凝时低质量流速下系数上升明显， 这主要是M型齿管同时兼有大的槽底宽，有利于制冷 剂排出，减小液膜厚度的缘故。
根据我们的空调整机试验，该型产品用于外机， 在内机不变，其他条件相同下冷量上升70-80w。某型 热泵空调试验，制热量上升100w左右。
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M型齿传热特性
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断续齿管齿型实物图片
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内螺纹管的强化传热在两器中的区别
• 对于蒸发器（管内蒸发过程）增强传热的原因有：（1 ）增大了换热面积；（2）增加了气化核心的数量；（ 3）促使波状流型提前转变为半环状流型和环状流型， 从而增加了润湿表面；（4）增加了液膜的湍流度（紊 流度、扰流度）。
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对于冷凝器（管内冷凝过程）增强传热的原因有
内螺纹铜管发展趋势及铜管 新产品简介
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内螺纹铜管发展趋势
• 内螺纹铜管作为一种高效的传热元件，配合高 效的铝或铝合金翘片，广泛应用于空调系统的 冷凝器和蒸发器。空调系统的节能高效和小型 化要求，促使了改进压缩机的性能，并使用高 效化和小型化的冷凝器和蒸发器。目前压缩机 的性能通过三十多年的发展，性能系数已由2.3 提高到3.5,潜力已十分有限。而两器的强化传热 改进还有很大的潜力。而且，随着保护臭氧层 和环保的要求，国际上对CFC类制冷剂的限制 使用，人们开始寻找替代R22和R12的制冷剂。 目前，不管是R407C还是R410A或R290、R417A ，在性能上都不如R22和R12。使空调两器性能 都有所下降。这就要求人们寻找更好的传热元 件来弥补这方面的不足。
•Φ6.35*0.26
•6.35 •0.26 •0.20 •0.183 •40 •18 •55 •57
•/ •/ •/ •/ •17.7
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超细径内螺纹铜管
。适用于空调机的小型化和新冷媒高强度的需求 。用于高能效比微型空调机的蒸发器。
• 目前韩国企业大量采用，生产小型空调出口美 国。
• 国内企业有些厂家已经开始设计。论证工作。 • 目前蒸发器用管逐步由Φ7 向Φ6.35和Φ5发展的
趋势。 • 冷凝器用管由Φ9.52向Φ8或Φ7.94发展的趋势。
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瘦高齿实物图片
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3、瘦高齿（小齿顶角）内螺纹铜管 的特点
• 如前图所示的瘦高齿内螺纹铜管，其强化换热系数大大 提高，根据有关资料，其用于R410A制冷剂时，冷凝 换热系数是普通内螺纹管的1.5倍，蒸发换热系数是普 通内螺纹管的1.4倍。用于R407C制冷剂时，冷凝换热 系数是普通内螺纹管的1.3倍，蒸发换热系数是普通内 螺纹管的1.3倍。这种齿型的内螺纹管之所以产生如此 好的传热强化效果，主要表现在齿顶角较小（150~250 ），齿型尖细，较高的齿也可以有较大的槽底宽，冷凝 时沟槽底制冷剂液膜变薄，减少了热阻。尤其是对使用 R407C制冷剂时效果最明现，这为空调机的整体性能 的提高又提供了一种选择、改进的方向。由于其传热效 率高，即使采用替代制冷剂，换热性能的提高也足以缩 少换热器体积，这为空调机的整体性能的提高又提供了 一种选择、改进的方向。我们通过整机试验，在同等状 况下空调能力提高2%—3%。（R22制冷剂）
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空调制造工艺对铜管性能的影响
• 前面已经讲到的内螺纹的传热性能与其齿型Biblioteka Baidu 参数密切相关，其传热性能不是指金属材料本 身的导热性，而是与管子表面形状有关的传热 系数，如果管子性能低，应该从管子参数去找 原因，因为生产内螺纹管决不能比猫画虎。目 前我们所作的实验是单管性能，是国内外通用 的传热实验方法。产品各参数及性能经过严格 检查的检测。这样能保证管子的传热性能。
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替代制冷剂对空调两器传热的影响
• 研究表明，R410A呈现单一制冷剂的行为，其冷 凝特性接近R22，蒸发性也不低于R22，采用小 顶角与高齿铜管，通过改进空调系统的设计，能 够使R410A的高性能得于保证，甚至超过R22。 但R410A的冷凝压力较高，要求传热管壁厚增加 和细径化来提高强度。从R410A的物理性能看， 蒸发时R410A的压力损失比R22小得多，基于这 一点，对蒸发器用管细径化有利，可以减小细径 化引起的压力损失增大。 而对R407C，由于其 蒸发和冷凝 性较低，在冷凝时其液膜内产生浓 边界层，对热传导性不利。低质量流速时尤其明 显，目前国内外研究表明：瘦高齿、网状齿等复 杂齿型能大大提高R407C传热效能。
在低质量流速情况下，其换热系数与光管比增 大很多，随着质量流速的增大，与光管相比增 加得不多，而瘦高齿和复杂齿型管不但低流量 下换热效率较高，在流量大时，明显比普通内 螺纹管大很多，改善了大流量下的传热性。
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金龙公司新产品的研究和发展
• 金龙公司作为中国最大的ACR铜管及内螺纹管生产基 地，为了适应空调器强化传热和小型化的需求，紧密与 中国科学院和清华大学等科研部门合作，几年来不断进 行技术创新，开发出了适应市场需求的新产品，如M型 齿、断续齿、网状齿、细径管、和瘦高齿等一大批不同 规格系列产品，不但对现有制冷剂空调性能有大的提高 ，对替代制冷剂空调也是适用的。目前已大量供应国内 外市场。另外我们与清华大学联合开发了铜管单管传热 实验台，目前是国内同行业唯一的实验台，它能够摹拟 空调工况测试铜管的传热性能，对铜管材的研究具有指 导意义。同时在加工工艺研究和模具的开发上，积极引 进国外技术，为我们的产品研制和生产创造了有利的条 件。
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内螺纹铜管发展趋势
• 从80年代起，人们开始使用内螺纹管。 随着内螺纹成型技术的不断完善和进步 ，和两器的强化传热需求，内螺纹铜管 总的发展曲势是向着薄壁、高齿、小克 重、细径、高效传热这一方向发展。目 前高性能的内螺纹管的传热效果比光管 提高近4倍。
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内螺纹铜管发展趋势
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替代制冷剂对空调两器传热的影响
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瘦高齿传热特性
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5、双头（又称M型齿）
内螺纹铜管的特点
蒸发传热的强化，依靠螺纹所产生的离心力使液体 均布，从而增加液体的过热度和受热面积，另外多条 螺纹形成较多的蒸发核心，但较高的齿会使肋化效率 降低和增加流动阻力，为解决这个矛盾，金龙公司开 发出了齿上开小槽的内螺纹铜管，称为“M”型齿内螺纹 铜管，并申报了专利。
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结语
• 高性能内螺纹管的开发在我国才刚刚开 始，目前所做的管子并非最好，随着研 究的深入，更高性能的齿型型管，将逐 渐成熟起来。这需要我们空调和铜管制 造者共同努力。以促进我们的事业共同 发展。
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7.交叉齿内螺纹管
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交叉齿内螺纹管的特点
• （1）增加液体的过热度和传热面积。 • （2）形成了较多的蒸发核心。 • （3）强化了紊流。 • （4）适合于蒸发器用管。 • （5）目前主要用户是韩国企业。
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空调制造工艺对铜管性能的影响
• 铜管材的是用在两器上最终在空调性能上体现出来，这又 涉及到两器中外翘片结构和尺寸，两器在空调中的配置状 态，以及压缩机的性能，尤其是制造过程中的胀管工艺的 控制。
Kw/m2·k
•蒸发 •冷凝
•爆破压力（Mpa）
•φ5×0.24 +0.16
•5 •0.20 •0.14 •0.163 •40 •18 •40 •34
•/ •/ •/ •/ •21.35
•φ5×0.22 +0.18
•5 •0.22 •0.18 •0.19 •42
•8 •36 •37.44 •/ •/ •/ •/ •19.5