5mm管径内螺纹铜管换热器分析.docx

1、5mm管径内螺纹铜管换热器分析5与7换热器比较分析背景：近年来，由于国际铜价节节攀升且居高不下，如果降低空调器铜用量各大厂家也是八仙过海，比如铝制换热器，ACC管，小管径铜管替代原有较大管径的铜管等。随着环保节能的考虑，家用空调用冷媒逐渐由R22过渡到R410A，整机中R410A运行压力要比R22高出60%，因此系统性能受冷媒压力损失的影响较小，更适合于采用小管径铜管换热器。空调换热器采用小管径铜管后，管内换热和压降特性会随之改变，根据换热器试验研究表明：在冷媒质量流量相同情况下，5铜管管内制冷剂的摩擦压降比7的大20-40%。因此在实际应用5铜管时，需要针对5铜管的换热和压降特性，对换热器型

2、式进行优化调整，如翅片或流路，同时制冷剂充注量可以减少了10-20%，需要对系统的其他部件，如膨胀阀的开度进行调整，以求系统的性能接近甚至优于原有系统性能。一、行业5翅片方面的应用情况：1）日本应用情况小结：换热器越来越细管径化，5换热器在室内机上有4家公司使用。2家是跟其他管径的组合构成的圆弧换热器。大金使用的更细的4。5以下的細管各公司几乎都是用在能力2.27.1kW的室内机上。这是因为室内机箱体从小到大共都是通用的，5可以使用在家用空调上限7.1kW。作为日本冷暖变频室外机，各企业的设计中没有使用5换热器，一般是7或7.94。因为用5的话分流回路数多分流太复杂。7换热器在4.0kW机上都

3、要分4路,5的就太复杂了。 室内机的5换热器几种管径(5和6.35等)组合，可以简化分流并提高性能。 2)韩国应用情况 3)国内应用情况 5管技术在2005年以后引入国内，在2007年国内相应的产品设计和生产工艺已经成熟。经向冲床及模具厂家调研，近3年以来美的、格力在5换热器设备方面投入较大,5换热器的产能各达到100万件/月的大批量生产规模。 美的2009年以前陆续购入5条5换热器生产线,20092010年进口了10条日本日高 公司5换热器生产线，已经在今年旺季实现规模效益。2011年还将预计投入5条。 格力2010年前陆续购入10条5换热器生产线以后,2011年已经向日本日高公司一次 性订

4、购了12条5换热器生产线(今年12月开始陆续交货)，预计在2012年旺季可实现规模效益。格力5换热器生产线有3台为国产设备，其余19台均为进口设备。 行业内其他竞争对手格兰仕、志高等均有3条以上5换热器生产线，以面向国际市场 的生产订单为主，产能预计各将达到12万件以上/月的生产规模。 4)海信科龙的情况 海信科龙到目前为止,7和5换热器有以下几种: 从海信的设计变化来看,5换热器的设计局限于利用海信科龙现有的模具资源。 小结: 从上述情况来看，行业的标杆企业和竞争对手通过最近3年的设备投入已具备了大规模量产5换热器的能力。 1、从日本厂家应用情况来看，由于其高能效标准和冷媒类型的技术导向，大

5、部分厂 家都开发使用了5换热器，且侧重应用于蒸发器。其排距和管间距相对于大管径 换热器均有不同程度的降低，在相同迎风面积时，可以排列较多的管束和排数，在 成本相差不大的情况下可以提高换热能力。并通过不同管径的U管搭配，简化流路 设计。 2、从国内厂家应用情况来看，主要是由于降成本和多区域的标准要求的导向，使5 换热器应用于蒸发器和冷凝器，主要是窗机、小型分体机、以及单冷型室外机等, 以及制冷能效低，对制热能力要求不高的机型。 3、需要强调的是即使是：对于5换热器，日本换热器的规格参数设计也和国内不 一样，其参数管间距和翅片宽度规格主要是15:11。而国内大部分是19:11。 二、5与7性能方面

6、的比较: 1.理论分析: 利用EVAP-COND软件，得到5和7管换热器在不同流路数时的模拟对比结果: 换热器不同流路数的换热能力模拟结果: 小结: 在相同的二路流路下,5.0管换热器较7.0管换热器相比，蒸发能力约有5%的下降幅度, 但蒸发流阻成三四倍增加。 5.0管三路换热器较7.0管二路换热器相比，蒸发能力约有4%的下降幅度，蒸发流阻增 加不多。 从5.0管换热器各流路数的数据，综合蒸发能力和冷媒流阻来看，三路优于两路，两路 优于4路。 2.实际试验分析: 1)只更换U型管，不改变管间距和翅片型式 对7和5管蒸发器进行整机能力对比试验，在7管蒸发器的基础上，不改变其排距和管间距及翅片型式

7、，对5管蒸发器的流程分流进行调整。 对整机重新进行匹配，调整了冷媒充灌量和节流阀的大小，使其发挥出最优的换热性能。性能对比见下图: 图1 5和7管蒸发器整机能力对比 小结: 5管换热器较7管换热器其制冷能力和制热能力均有不同程度的下降，下降幅度在 3-5%之间; 中间能力点由于冷媒流量下降，流阻减小，能力下降幅度不大。 2)优化翅片型式(现在采用的方案) 对7和5管冷凝器进行整机能力对比试验，调整了翅片的片型、排距和管间距，对5管冷凝器的流程分流进行了优化，对整机重新进行匹配，调整了冷媒充灌量和节流阀的大小，使其发挥出最优的换热性能。 图2 5和7管冷凝器整机能力对比 3)低温性能对比 温馨推

8、荐您可前往XX文库小程序享受更优阅读体验 不去了立即体验小结： 除额定低温制热量工况下，5管冷凝器与7管冷凝器其制冷能力和制热能力均很接 近，可以认为两者换热量相同。 额定低温制热工况下，由于新翅片型式采用开窗片，冷凝器结霜速率快，导致制热能力 不足。相比7低温制热量降低300W左右，约10.7%。 总结： 相同排距和管间距时，5管换热器的蒸发换热能力低于7管换热器，幅度约4-5%； 而冷凝能力比较接近，差距在2%以内。优化翅片型式及排距和管间距后，5管换热器的换热能力与7管换热器相当。由于使用的是开窗翅片，导致整机低温制热能力偏低。 即使调整了流路数量，5管换热器的冷媒压损仍然要高于7管换热

9、器，增加幅度在 可接受范围内。 在蒸发器上的使用未经过试验验证，理论分析应该可行。现有翅片型式不适合对有霜工 况制热能力要求高的冷暖机室外冷凝器。 三、5与7成本方面的比较： 1、相同排距和管间距时: 表3 5和7管换热器的成本对比 从表3可以看出，在7管换热器的基础上，排距和管间距不变时，5管换热器其铜管重量下降30%，换热器成本下降12%，相比换热能力4-5%的降幅，其经济性要优于7管换热器。 2、降低排距和管间距时 表4 5和7管换热器的成本对比 从表4可以看出，在7管换热器的基础上，相同管数的5管换热器其铜管重量下降22%，换热器成本下降10%，相比换热能力差异不大，其经济性要优于7管

10、换热器。 3、相同换热能力的成本对比： 基于上面表4中的两种换热器的相关情况，从下图中可以看出，在换热能力相同的情况下，7换热器的成本要高于5换热器。 以上分析均是在铜价6万/吨的基础上进行核实，并且只考虑了换热器部件的成本，略去管路成本。 四、结论： 1、铜管管径作为换热器的构成要素之一，其关联性能和成本。综合考虑其影响因素如能力 大小（冷媒流量）、低温结霜特性、压力、冷媒类型等，应该分为室内蒸发器和室外冷凝器的两种来考虑。 2、日本由于国内行业特点，如R410A冷媒、高能效、冷暖热泵等，其5换热器主要是用 在蒸发器上使用。国内的空调企业由于各种需求较多，其主要考虑的是以降成本为目的。 其相关参数规格的设计主要是在各厂家原有资源上的局部优化。因此，其应用范围的限于单冷机、小冷量段或能效和制热要求较低的场合。 3、5换热器通过优化其排距和管间距，实现换热器的密集化，在相同的换热能力情况下 热器成本可下降10%。理论上5换热器其能力覆盖范围最大为7.1Kw。 4、按照目前国内空调行业发展的各种因素分析，基于目前海信新5换热器（19*13.6）的 试验情况来看，其应用范围初步能： 5、需要指出的是从性能方面来考虑，和日本相关5换热器相比，目前海信的新5换热 器（19*13.6），其作为室内蒸发器，其还有较大的提升空间。