铜管的发展趋势及工艺性能

随着经济的发展，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，尤其对换热器中的铜管要求   高。因此，如何使铜管   地满足空调行业的需要已显得   重要。追求低成本、   、   已成为铜管制造业公认的发展趋势。

有资料结果，我国铜资源比较贫乏，铜材主要依赖   。但我国却是铜资源的消耗大国，仅空调一项的年消耗量就相当可观。2009年市场空调年产量约为8153万台，每台平均用铜(6~8)kg计算，每年总耗铜量约(49~65)万吨，按现有市场铜价5.5万元/吨计算则高达(269~357)亿元人民币。按目前国内铜年总需求380万吨计算，空调用铜占12.6%一16.8%，空调器减少对铜的消耗，对我国整体减少铜的消耗具有重要意义。与此同时也有利于空调器向小型化方向发展，降低空调制造成本，提高企业产品竞争力。换热器是空调的核心部件，对空调的性能和成本控制起着关键作用。为了减少铜耗，换热，拟在家用空调器上使用小管径内螺纹铜管。针对压降增大的问题对小管径铜管的内螺纹作了改造，进行了相关实验；同时对相关工艺进行了调整。实验证明，在家用空调器上使用φ5mm(实际管径为4.96mm)的新型小管径内螺纹铜管代替φ7mm内螺纹铜管是可行的。

1、两种内螺纹铜管的性能比较分析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   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。同时，铜管本身也起到构成制冷系统回路的作用。根据需要，铜管要弯成各种形状，通过胀管、焊接的方式连接起来。铜管在空调器中起着如此重要的作用，因此，对铜管的几何尺寸、焊接性能、加工性能、性等方面的要求很高。

2、φ5mm内螺纹铜管的结构特点含油制冷剂在小管径换热管内流动沸腾换热与压降特性   表明，φ5mm管内工质流动的压降比φ7mm管增大了10%一30%，即管内工质流动时的能量损失增大了10%一30%。

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   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。

为了降低压降，薄化液膜，提高热传导效率，对φ5mm内螺纹铜管进行了改进：

(1)内螺纹齿顶角从25°调整为18°，齿高从0.18mm降低到0.14mm，使齿型尖细，增强了螺纹齿对制冷剂的扰动和对液膜的剪切，使管壁上的制冷剂液膜变薄，同时获得较大的槽底宽，减小了制冷剂的流阻，了管内换热情况；

(2)管径减小使管道的耐压性能增强，为此将铜管壁厚从0.25mm调整为0.20mm。在不降低蒸发器耐压的情况下，地节省了铜的消耗。

改进后的新型小管径内螺纹铜管与φ7mm内螺纹铜管管内换热系数的比较。可以看出，两种规格的内螺纹铜管应用于蒸发器时管内换热系数几乎相同(蒸发温度7.5℃)。通常在空调蒸发器上的性能差异相当于管内换热系数的之一，由此推断两种铜管应用于蒸发器上的差异可以忽略。采用}Smm管可以的减小管排的拖曳作用，减小管外背风侧的传热盲区，提高管外侧传热性能，同时管排间距的增大，有利于凝结水的排放，从而使换热器的压降损失降低。

处于加工工艺及可替换性的考虑，φ5管应用于蒸发器采用和φ7管相同的结构，管排布置不变。φ5管单管换热性能与中7管相比基本相当，但管内压力损失约高出10%一12%；由于风量的增大和管外侧传热性能的提高使得换热器整体换热性能基本相当。

在空调系统中使用的铜管除要考虑其换热性能外，还要满足使用性能，即铜管应当有足够的强度和韧性。5mm铜管在应用加工过程中的   的工艺性能，如铜管在经受弯曲、扩口过程中的可塑性成形性，与7mm铜管相差无几；但由于壁厚的下降，对其在焊接、胀管中的要求   高。

铜管的耐压性与爆裂性能，在空调热交换的铜管标准中没有这项要求，其原因是空调制冷装置的工作压力不高。但在采用HFCs类制冷剂之后，由于使用新型制冷剂的空调制冷装置的压力提高了约50%，铜管的耐压性就   考虑。经过实验，5mn铜管由于管径小，耐压性能好，0.2mm壁厚的5mm铜管与0.25mm壁厚的7mm铜管耐压性能相当，均可承受2MPa以上的压力，满足使用要求。