Jump to content

Медная трубка с внутренними канавками

(Перенаправлено с Copper MicroGroove )

Медные трубки с внутренними канавками, также известные как «микроребристые трубки», представляют собой змеевики малого диаметра для современных систем кондиционирования и охлаждения . Рифленые змеевики обеспечивают более эффективную передачу тепла, чем гладкие змеевики. [1] [2] Змеевики малого диаметра имеют лучшие показатели теплопередачи, чем змеевики конденсатора и испарителя являются стандартом в отрасли отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха обычного размера с круглыми медными трубками и алюминиевым или медным оребрением, которые уже много лет . Змеевики малого диаметра могут выдерживать более высокие давления, необходимые для нового поколения экологически чистых хладагентов. Они имеют более низкие материальные затраты, поскольку требуют меньшего количества хладагента, материалов ребер и змеевиков. Они позволяют создавать меньшие по размеру и более легкие высокоэффективные кондиционеры и холодильники, поскольку змеевики испарителя и конденсатора меньше и легче.

Благодаря технологии MicroGroove теплообмен улучшается за счет образования канавок на внутренней поверхности трубки. Это увеличивает соотношение поверхности к объему, смешивает хладагент и выравнивает температуру хладагента по трубке. [3] [4] [5] [6]

Трубки с технологией MicroGroove могут быть изготовлены из меди или алюминия . Медные ребра являются привлекательной альтернативой алюминию благодаря лучшей коррозионной стойкости меди и ее антимикробным свойствам. [7] [8] [9] [10] [11]

Чтобы использовать трубки меньшего размера вместо трубок обычного размера в кондиционерах, необходимо перепроектировать теплообменники, включая контуры ребер и трубок. [12] Оптимизация конструкции требует использования вычислительной гидродинамики для анализа потока воздуха вокруг труб и ребер, а также компьютерного моделирования потока хладагента и температуры внутри труб. поскольку общий коэффициент теплопередачи змеевика является функцией конвекции хладагента внутри Это важно , трубки к стенке трубки, проводимости через стенку трубки и рассеивания через ребра. [13] [14] [15]

Инженерные соображения по использованию MicroGroove включают в себя:

  1. Определение наилучшего соотношения шага поперечной трубы к шагу продольной трубы путем анализа эффективности ребер. [16]
  2. Оптимизация поперечного и продольного шага труб путем анализа производительности и стоимости материалов. [16]
  3. Оптимизация рисунка плавников путем сравнения характеристик плавников с различными рисунками с помощью моделирования на основе вычислительной гидродинамики. [16]
  4. Проверка работоспособности теплообменников с трубками меньшего диаметра. [16]
  5. Разработка эмпирических уравнений для прогнозирования производительности теплообменников с трубками меньшего диаметра. [16]

Опубликованные эксперименты по производительности и энергоэффективности катушки MicroGroove учитывают влияние расстояния между ребрами и конструкции ребер, диаметра трубки и схемы трубки. [17] Схема лампы существенно отличается от схемы обычных катушек. Змеевики должны быть оптимизированы по количеству путей между впускным и выпускным коллекторами. Обычно для трубок меньшего диаметра требуется больше путей меньшей длины. Опубликованные исследования ламповых схем [18] и конструкция ребер для теплообменников, изготовленных из трубок диаметром 4 мм. [19] доступны.

Исследования по модернизации теплообменника с трубками диаметром 5 мм показали, что производительность теплообмена на 5% выше, чем у теплообменника того же размера с трубками диаметром 7 мм. Кроме того, заправка хладагента в трубках диаметром 5 мм была меньше, чем в трубках диаметром 7 мм. [20] В Китае Chigo, Gree и Kelon производят кондиционеры со змеевиками с трубками диаметром 5 мм. [21]

Для использования с медными трубками малого диаметра были разработаны различные конструкции ребер. Характеристики ребер с прорезями и жалюзи были оценены и сравнены в зависимости от различных размеров ребер. Моделирование было использовано для оптимизации характеристик конструкции плавников. [22]

Хладагенты

[ редактировать ]

Поэтапный отказ от хладагентов ХФУ и ГХФУ (например, ГХФУ-22 , также известного как R22 ) из-за проблем глобального потепления помог стимулировать инновации в технологиях охлаждения. [23] [24] Природные хладагенты, такие как диоксид углерода ( R744 ) и пропан ( R290 ), а также R-410A, стали привлекательной заменой для систем кондиционирования и охлаждения .

Для конденсации этих новых экологически чистых хладагентов обычно требуется более высокое давление по сравнению с теми, которые постепенно выводятся из обращения. Медные трубы малого диаметра более желательны в приложениях с более высоким давлением. Для труб одинаковой толщины трубы меньшего диаметра могут выдерживать более высокое давление, чем трубы большего диаметра. [3] [4] [5] [6] [25] Следовательно, по мере уменьшения диаметра трубы давление разрыва увеличивается. Это связано с тем, что рабочее давление прямо пропорционально толщине стенки и обратно пропорционально диаметру. Благодаря конструкции змеевиков с более короткими трубками требуется меньше усилий для циркуляции хладагента. Таким образом, можно компенсировать факторы падения давления хладагента из-за трубок малого диаметра.

Хладагенты с двуокисью углерода (R744) используются в современных торговых автоматах , охлаждаемых супермаркетов витринах , катках и других новых сферах применения. [26] [27] Медные трубки Microgroove меньшего диаметра обладают прочностью, позволяющей выдерживать очень высокое давление газоохладителя и разрывное давление R744 , при этом позволяя снизить общий объем хладагента. [28]

Пропан ( R290 ) — экологически чистый хладагент с выдающимися термодинамическими свойствами. [29] [26] Требования к давлению для R290 намного меньше, чем для диоксида углерода, но R290 чрезвычайно огнеопасен. Исследования показали, что MicroGroove подходит для комнатных кондиционеров, заправленных R290, поскольку потребность в заправке хладагента значительно снижается при использовании медных трубок меньшего диаметра. Риск взрыва трубок также значительно снижается. [30] [31] Исследования, проведенные с пропаном в MicroGroove, имеют значение для змеевиков теплообменников, используемых в холодильниках , тепловых насосах и коммерческих кондиционирования воздуха . системах [32]

Экономия веса

[ редактировать ]

В исследовании конструкции функционально эквивалентных теплообменников HVAC мощностью 5 кВт материалы трубок змеевиков весили 3,09 кг для трубы диаметром 9,52 мм, 2,12 кг для трубы диаметром 7 мм и 1,67 кг для трубы диаметром 5 мм. Вес трубки был уменьшен на 31%, когда диаметр медной трубки был уменьшен с 3/8 дюйма до 7 мм. Вес трубки был уменьшен на 46%, когда диаметр медных трубок был уменьшен с 3/8 дюйма до 5 мм. Вес материалов ребер в бухтах составлял 3,55 кг для катушек диаметром 9,52 мм, 2,61 кг для катушек диаметром 7 мм и 1,55 кг для катушек диаметром 5 мм. [3] [4] [5] [6] [33]

противомикробный

[ редактировать ]

Медь является антимикробным материалом. Биологическое накопление можно уменьшить с помощью медных змеевиков. Это помогает поддерживать высокий уровень энергоэффективности в течение более длительных периодов времени и позволяет избежать падения энергоэффективности с течением времени.

Использование медных змеевиков для подавления роста грибков и бактерий является недавней разработкой в ​​области инновационных продуктов для кондиционирования и охлаждения. OEM- компании, такие как Chigo в Китае и Hydronic во Франции, в настоящее время производят полностью медные антимикробные системы кондиционирования воздуха для улучшения качества воздуха в помещениях. [24]

Материалы

[ редактировать ]

Пути хладагента меньшего диаметра также могут быть реализованы с использованием экструдированных алюминиевых трубок. Они были разработаны с несколькими микроканалами в одной плоской лентообразной трубке. Технология алюминиевых микроканалов предлагает значительные преимущества по сравнению с традиционными медно-алюминиевыми теплообменниками с круглыми трубчатыми пластинами, включая улучшенные характеристики теплопередачи и уменьшенную заправку хладагента. [34] Однако медная трубка MicroGroove обеспечивает более высокую эффективность теплопередачи, чем алюминиевые микроканальные трубки, и позволяет использовать меньшие объемы хладагента, поскольку концы трубок MicroGroove соединены небольшими U-образными соединениями, а не большими коллекторами. [35]

Производство

[ редактировать ]

Медные трубы часто производятся методом литья и прокатки. Медные слитки отливают в исходные трубы, а затем эти трубы вытягивают до окончательной формы, отжигают и улучшают текстуру внутренней поверхности для улучшения характеристик теплопередачи. Для производства медных труб малого диаметра требуется всего лишь один или два дополнительных прохода волочения для достижения диаметра трубы 5 мм. [36] [37]

Существующие змеевики кондиционеров, изготовленные из круглых медных трубок и алюминиевых ребер (змеевики CTAF), обычно собираются механически с использованием расширения труб. [37] [25]

Оборудование, используемое при производстве изделий Microgroove, расширяет трубы по окружности (т.е. окружность трубки увеличивается без изменения длины). Такое расширение без усадки позволяет лучше контролировать длину труб при подготовке к последующим операциям сборки. Трубки вставляются или закрепляются в отверстиях стопки точно расположенных ребер. В трубки вставляют расширители и слегка увеличивают диаметр трубок до тех пор, пока не будет достигнут механический контакт между трубками и ребрами. Высокая пластичность меди позволяет выполнять этот процесс точно и точно. Змеевики теплообменника, изготовленные таким способом, обладают превосходными характеристиками долговечности и теплопередачи. [38] [39]

В проекте по производству труб малого диаметра в Китае участвуют производители, на долю которых в совокупности приходится более 80 процентов производства систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (около 75 миллионов единиц). Несколько OEM-производителей в Северной Америке продают бытовые кондиционеры с медными трубками. [25] OEM-производители кондиционеров, в том числе Guangdong Chigo Air Conditioning, [40] Научно-исследовательский институт холодильного оборудования группы холодильного оборудования Midea провинции Гуандун, [41] и Шанхайская компания по производству холодильных технологий Golden Dragon, Ltd. [42] описали преимущества медных трубок малого диаметра по сравнению со стандартными для различных конструкций и диаметров. Также доступны катушки ACR от производителей оригинального оборудования (OEM) Gree, Haier, Midea, Chigo и HiSense Kelon. [43]

См. также

[ редактировать ]

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
  • Сравнение оптимизированных катушек переменного тока с использованием медных и алюминиевых микроканальных трубок малого диаметра на основе моделирования, Джон Хипчен, Роберт Уид, Мин Чжан, Деннис Насута (2012). Четырнадцатая Международная конференция по холодильному оборудованию и кондиционированию воздуха; июль 2012 г.; (Пердью)
  1. ^ «СтекПуть» . www.machinedesign.com . Проверено 4 января 2023 г.
  2. ^ «Преимущества медных трубок уменьшенного диаметра в испарителях и конденсаторах. — Бесплатная онлайн-библиотека» . www.thefreelibrary.com . Проверено 4 января 2023 г.
  3. ^ Jump up to: а б с «Журнал «Сборка» | Автоматизация производства и проектирование | СБОРКА» . www.assemblymag.com . Проверено 4 января 2023 г.
  4. ^ Jump up to: а б с Хипчен, Джон (2010). «Маленькие медные трубки в приложениях ACR», вебинар, представленный ACHR News and Appliance Design.
  5. ^ Jump up to: а б с Дин, Гуолян и др. (2010). «Характеристика теплопередачи конденсации смеси R410A-масла внутри гладких медных трубок малого диаметра», Конференция ASME-ATI-UIT по термическим и экологическим проблемам в энергетических системах , Сорренто, Италия, май 2010 г.
  6. ^ Jump up to: а б с Дин, Гуолян и др. (2010). «Характеристики двухфазной теплопередачи конденсации потока смеси масла R410A внутри микрооребренных медных трубок малого диаметра», Конференция по термическим и экологическим проблемам в энергетических системах , Сорренто, Италия, май 2010 г.
  7. ^ «Изучение чудесного мира антимикробных спиралей». Новости кондиционирования и охлаждения . 29 (13): 34. 2013.
  8. ^ Уивер, Л; Михельс, ХТ; Кивил, CW (январь 2010 г.). «Возможность предотвращения распространения грибков в системах кондиционирования воздуха, построенных с использованием меди вместо алюминия». Летт. Прил. Микробиол . 50 (1): 18–23. дои : 10.1111/j.1472-765X.2009.02753.x . ПМИД   19943884 .
  9. ^ Шмидт, Майкл Г.; и др. (2012). «Характеристика и контроль микробного сообщества, связанного с медными или алюминиевыми теплообменниками систем отопления, вентиляции и кондиционирования» . Современная микробиология . 65 (2): 141–149. дои : 10.1007/s00284-012-0137-0 . ПМЦ   3378845 . ПМИД   22569892 .
  10. ^ Лонго, Джорджия; Мансин, С.; Ригетти, Дж.; Зилио, К. (2017). «Кипение в потоке R245fa внутри микроребристой трубки с внутренним диаметром 4,2 мм» . Физический журнал: серия конференций . 923 (1): 012016. Бибкод : 2017JPhCS.923a2016L . дои : 10.1088/1742-6596/923/1/012016 .
  11. ^ Лонго, Джованни А.; Мансин, Симона; Ригетти, Джулия; Зилио, Клаудио; Доретти, Лука (2017). «Поток насыщенного R134a кипит внутри микроребристой трубки с внутренним диаметром 4,3 мм» (PDF) . Наука и технологии для искусственной среды . 23 (6): 933–945. дои : 10.1080/23744731.2017.1300012 . HDL : 11577/3232958 . S2CID   136381840 .
  12. ^ Принцип проектирования пластинчато-трубного теплообменника с трубками меньшего размера для кондиционераВэй Ву, Голян Дин, Юнсинь Чжэн, Ифэн Гао, Цзи Сун; Международная конференция по охлаждению и кондиционированию воздуха в Пердью, 16–19 июля 2012 г. http://www.conftool.com/2012Purdue/index.php?page=browseSessions&abstracts=show&mode=list&search=2223
  13. ^ Дин, Г.Л., Рен, Т., Чжэн, YX, и Гао, YF (2011). Метод моделирования комнатного кондиционера с медными трубками меньшего диаметра, 23-й Международный конгресс по холодильному оборудованию IIR; Прага, Чехия; Июль; Бумага 2232.
  14. ^ Ву, В., Дин, Г.Л., Чжэн, YX, Гао, Ю.Ф. и Сун, Дж. (2012). Принцип проектирования пластинчато-трубного теплообменника с трубками меньшего диаметра для кондиционера; 14-я Международная конференция по охлаждению и кондиционированию воздуха, Purdue Conferences, Вест-Лафайет, Индиана; Июль; Бумага 1217; https://docs.lib.purdue.edu/iracc/1217/
  15. ^ Коттон, Найджел и Чжэн, Венсон (2012). Проектирование для эффективной теплопередачи; Проектирование бытовой техники, июль; http://www.appliancedesign.com/articles/93186-designing-for-efficient-heat-transfer
  16. ^ Jump up to: а б с д и Новое исследование подчеркивает передовой опыт проектирования катушек; Информационный бюллетень об обновлениях Microgroove™: том 2, выпуск 3, июнь 2012 г.; http://www.microgroove.net/sites/default/files/microgroove_nl_june2012b.pdf
  17. ^ Г.Л. Дин и др. (ГОД), 23-й Международный конгресс по холодильному оборудованию IIR, Прага, 23–26 августа.
  18. ^ Вэй-кун Дин и др. (Сиань и ICA) «Разработка трубчатого теплообменника малого диаметра: проектирование схемы и моделирование производительности», представлено на конференции по термическим и экологическим проблемам в энергетических системах, Сорренто, Италия, май 2010 г. (CTEI-ES 2010).
  19. ^ Цзюй-фан Фан и др.; «Разработка трубчатого теплообменника малого диаметра: конструкция ребер и исследование производительности», представлено на CTEI-ES 2010.
  20. ^ Принцип проектирования пластинчато-трубного теплообменника с трубками меньшего размера для кондиционера; Вэй Ву, Голян Дин, Юнсинь Чжэн, Ифэн Гао, Цзи Сун; Международная конференция по охлаждению и кондиционированию воздуха в Пердью, 16–19 июля 2012 г.; http://www.conftool.com/2012Purdue/index.php?page=browseSessions&abstracts=show&mode=list&search=2223
  21. ^ Прохладная технология: небольшие медные трубки оказывают большое влияние на эффективность кондиционера; MachineDesign.com; 23 августа 2012 г.; http://machinedesign.com/article/cool-technology-small-copper-tubes-make-a-big-impact-on-air-conditioner-efficiency-0823?page=0%2C3
  22. ^ Цзюй-фан Фань, Вэй-кунь Дин, Вэнь-цюань Тао, Венсон Чжэн, Фрэнк Гао и Керри Сонг; Разработка трубчатого теплообменника малого диаметра: конструкция ребер и исследование характеристик.
  23. ^ Шабтай, Йорам, Блэк, Дж. и Крафт, Фрэнк (2014). Новые медные теплообменники для альтернативных хладагентов, Пятнадцатая Международная конференция по охлаждению и кондиционированию воздуха; Конференции Purdue в Уэст-Лафайете, Индиана; Бумага 1532; https://docs.lib.purdue.edu/iracc/1532/
  24. ^ Jump up to: а б Информационный бюллетень об обновлениях Microgroove™: том 2, выпуск 1, январь 2012 г.: http://www.microgroove.net/sites/default/files/4600_microgroove_nl_jan2012_2.pdf
  25. ^ Jump up to: а б с Часто задаваемые вопросы: тридцать вопросов с ответами об экономичных и экологически чистых медных трубках для кондиционеров; http://www.microgroove.net/sites/default/files/overview-ica-questions-and-response-qa30.pdf
  26. ^ Jump up to: а б Информационный бюллетень об обновлениях Microgroove™: том 1, выпуск 3, декабрь 2011 г.: http://www.microgroove.net/sites/default/files/4473_ica_microgroove_nl_final.pdf
  27. ^ Филиппини С., Мерло У. (2011). Теплообменники с воздушным охлаждением для холодильных циклов CO2; 23-й Международный конгресс по холодильному оборудованию IIR; Прага, Чехия; Июль; Бумага 2232.
  28. ^ «Природный хладагент CO2», справочник под редакцией Уолтера Рейленса, ATMOsphere, 2009. Компрессоры описаны в разделе 8.1 (стр. 348–382), а теплообменники описаны в разделе 8.2 (стр. 383–410) справочника, доступно бесплатно онлайн в формате PDF здесь: www.atmSphere2009.com/files/NaReCO2-handbook-2009.pdf.
  29. ^ Дин, Гуолян и др., (2012). Разработка комнатного кондиционера с низким зарядом R290 с использованием медных трубок меньшего диаметра, 10-я конференция IIR Густава Лоренцена по природным хладагентам; Делфт, Нидерланды; Бумага 183
  30. ^ «Принцип проектирования пластинчато-трубного теплообменника с трубками меньшего диаметра для кондиционера», Вэй Ву, Гуолян Дин, Юнксин Чжэн, Ифэн Гао и Цзи Сун, Четырнадцатая Международная конференция по охлаждению и кондиционированию воздуха, Университет Пердью, июль 2012 г. ; http://www.conftool.com/2012Purdue/index.php?page=browseSessions&abstracts=show&mode=list&search=2223
  31. ^ Читайте также: «Разработка комнатного кондиционера с низким зарядом R290 с использованием медных трубок меньшего диаметра», авторы Гуолян Дин, Вэй Ву, Тао Жэнь, Юнсинь Чжэн, Ифэн Гао, Цзи Сун, Чжунминь Лю и Шаокай Чен; Десятая конференция IIR Густава Лоренцена по природным хладагентам, июнь 2012 г. (GLC)
  32. ^ Профессор Гуолян Дин из Шанхайского университета Цзяо Тонг (SJTU) представляет новые исследования медных труб меньшего диаметра на десятой конференции IIR Густава Лоренцена по природным хладагентам; 26 июня 2012 г.; http://www.microgroove.net/press/professor-guoliang-ding-shanghai-jiao-tong-university-sjtu-presents-new-research-smaller-diame
  33. ^ Часто задаваемые вопросы: тридцать вопросов с ответами об экономичных и экологически чистых медных трубках дляПрименение кондиционеров; http://www.microgroove.net/sites/default/files/overview-ica-questions-and-response-qa30.pdf
  34. ^ Вопросы и ответы: Микроканальный конденсатор с воздушным охлаждением; Компания Heatcraft Worldwide Холодильное оборудование; апрель 2011 г.; http://www.heatcraftrpd.com/landing/2011/air-cooled-Container/res/pdfs/H-ACCMCX-QA.pdf. Архивировано 17 апреля 2012 г. в Wayback Machine.
  35. ^ Филиппини, С., (2010). Новая геометрия теплообменника для следующего поколения конденсаторов со сверхнизким содержанием хладагента; Второй семинар МИХ по сокращению заправки хладагента; Конференция; Стокгольм, Швеция; Июнь.
  36. ^ Коттон, Найджел (2014). Медные трубки меньшего диаметра способствуют производству и проектированию: отчет с конференции Purdue 2014 года; Международное производство бытовой техники; Октябрь.
  37. ^ Jump up to: а б Шабтай, Йорам и Коттон, Найджел (2015). Тенденции в проектировании и производстве круглых пластинчато-ребристых змеевиков из медных труб меньшего диаметра; Международное производство бытовой техники; Октябрь.
  38. ^ Коттон, Найджел (2013). Создание более совершенных приборов с использованием медных трубок меньшего диаметра; Международное производство бытовой техники, 23 октября;. http://www.appliancedesign.com/articles/93807-building-better-appliances-with-smaller-diameter-copper-tubes
  39. ^ Шабтай, Йорам и Коттон, Найджел (2015). Тенденции в проектировании и производстве круглых пластинчато-ребристых змеевиков из медных труб меньшего диаметра; Международное производство бытовой техники, октябрь.
  40. ^ Ю Шуньи и др. (Guangdong Chigo Air Conditioning Co.) «Применение медных трубок малого диаметра с внутренними канавками в системах кондиционирования воздуха», представлено на втором семинаре IIR по снижению заправки хладагента, Стокгольм, Швеция, июнь 2010 г. (RCR 2010).
  41. ^ Цзя Цинсянь и др. «Экспериментальное исследование по снижению заправки хладагента с помощью трубчатого теплообменника диаметром 4 мм», представленное на RCR 2010.
  42. ^ У Ян и др. «Анализ производительности и стоимости, а также исследование теплообменника с воздушным охлаждением с использованием медных трубок малого диаметра», представленный на RCR 2010.
  43. ^ Китайская выставка холодильного оборудования (CR-2011) в Шанхае, Китай; в информационном бюллетене обновлений Microgroove™: том 1, выпуск 1, май 2011 г.: http://www.microgroove.net/sites/default/files/microgroove_nl_issue_1.pdf
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: fc8c03ff39a7eff41b05a06fc565f760__1719267300
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/fc/60/fc8c03ff39a7eff41b05a06fc565f760.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Internally grooved copper tube - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)