ACR 銅管在空調換熱器中的應用與發展
杜學峰,張曉春,王彥坤,李金偉
摘 要:本文介紹了ACR 銅管在空調換熱器中的作用,蒸發器和換熱器用銅管在加工過程中易出現的問題及產生原因,對代表今后內螺紋管發展方向的高清潔度管及高效管的原理和制造技術進行了論述。
關鍵詞:空調;換熱器;內螺紋銅管;能效比;齒型
1 前言
隨著經濟的快速發展,空調的市場容量逐年擴大,對空調的質量要求也在逐步提高。銅管在空調器中起著舉足輕重的作用,對銅管的技術要求同樣也越來越苛刻,尤其是換熱器中的銅管要求更高。因此,如何使銅管更好地滿足空調行業的需要已顯得更重要。追求低成本、高效率、高質量已成為銅管制造業公認的發展趨勢。
2 銅管在換熱器中的作用
換熱器的換熱方式包括三種基本的方式:傳導、對流、輻射。換熱器中的銅管起著傳導換熱的作用,是換熱的最直接的方式,銅管本身的換熱性能直接影響空調器的換熱效果,空調兩器用銅管從光管改為內螺紋管后,強化了換熱效率,提高了換熱能力,空調整機尺寸因此得以大大縮小,實現了換熱器銅管的一次大革命。同時, 銅管本身也起到構成制冷系統回路的作用。銅管根據需要,要彎成各種形狀,通過脹管、焊接的方式連接起來,正像空調器中的金色血脈。
銅管在空調器中起著如此重要的作用,因此,對銅管的幾何尺寸、焊接性能、加工性能、可靠性等方面的要求很高。
3 銅管加工過程中存在的問題及分析
空調器的銅管在制作過程中,因設備、工藝、原材料性能等方面原因引起的質量問題時有發生,現將銅管加工過程中經常出現的問題及發生原因歸納如表1 。

4 銅管制造新技術的發展與應用情況
隨著國內空調行業制造水平的進步,空調的整體質量逐年提高,有責任感的公司對自己的產品的制造質量要求得越來越嚴,對相關配套企業的產品也提出更高的要求,推動了配套產品的技術進步。銅管制造的新工藝大量涌現,各種新型銅管層出不窮;銅管制造效率的提高,又大大提高了空調小型化、高能效比的進程。尤其下列兩種類型的新產品在空調廠家中逐漸得到推廣使用,對空調整體質量的提高起到了推動作用。
4. 1 高清潔度銅管
為減少因泄露引起的返修,加強對兩器焊漏率的控制非常重要,空調廠家對兩器焊漏的檢查和焊漏率的控制越來越嚴。在兩器生產過程中,影響兩器焊漏率的因素很多,我們研究發現,在自動焊接工藝相對穩定的情況下,引起焊漏率大幅波動的主要原因是銅管內壁殘油量的變化。為保護環境,換熱器生產已實現免清洗,取而代之的是加工過程中使用揮發性油及焊接前的烘干工序。因此,控制銅管的內壁殘油,正確使用加工中使用的揮發性油,實施適當的烘干工藝,成為控制兩器焊漏率的三個有效手段。
國內大多數銅管廠家采用輥底式連續退火爐,在還原氣氛下對銅管進行退火,管內殘油在退火爐前段、中段時受熱汽化,部分從銅管管口中逸出;在退火爐后半段,隨著溫度的降低,管內汽化的拉伸油重新液化,附著于管內壁。管內殘油量主要由拉伸模具的配套情況、拉伸工序的拉伸油加入量及拉伸油的種類決定,難以批量生產高清潔度銅管。
現在國外生產高清潔度銅管,在控制工序的同時,普遍采用能連續吹掃的退火爐,在退火過程中對銅管吹氮氣,將汽化的管內殘油帶出,有效降低管內殘油。國內大的銅管廠有的也引進了這種連續吹掃式退火爐,相信控制銅管內壁殘油量的能力將大大提高。
4. 2 高效銅管
在適當條件下,追求空調能效比的最大化是我們持之以恒的主題。空調能效比的提高,主要取決于壓縮機、制冷系統匹配、換熱器效率三個因素。換熱器效率很大程度上決定于銅管的換熱效率,內螺紋銅管的換熱效率與其齒型結構(圖1) 密切相關。

內螺紋銅管的齒型分為三型齒(AA 型) 、臺型齒( FF型) 、頂角細小的臺型齒( FN 型) 、頂角細而高的臺型齒(SA型) 四大類,齒型截面示意圖見圖2 。從內螺紋銅管的發展來看,是首先從AA 型開始的,逐漸按FF 型、FN 型、SA 型方向發展。從換熱理論來看,提高接觸長度,對提高管內蒸發傳熱系數幫助很大;提高留液面積,對提高管內冷凝傳熱系數幫助很大。

因此,為提高銅管換熱效率,主要考慮從增加齒高、加大齒底寬、減小齒頂角等方面入手。而增加齒高、加大齒底寬、減小齒頂角、采用交叉齒、減小管徑等方法, 無一不是對銅管的制造技術提出更高的要求。隨著銅管技術的發展,使我們采用更大齒高、更小齒頂角的螺紋管齒型,使實現更輕的每米重量及更高性能的追求成為可能。如我們使用的Φ7 內螺紋銅管現已從齒高0. 15 mm、齒頂角55°±5°、每米重量61 g 規格改進到齒高0. 18 mm、齒頂角40°±5°、每米重量57 g 的規格。在每米重量降低的同時,接觸長度與留液面積都有增加,銅管的蒸發性能、冷凝性能都得到提高。現在有廠家開發了15°的新規格Φ7 內螺紋銅管,蒸發冷凝性能更高,每米重量更低。
5 結束語
新技術、新工藝的追求永無止境,銅管廠家與空調廠家的密切合作,必將研制出更多高效的銅管,開發出具有更高能效比的空調。

標簽：銅管講解含義