5mm管径内螺纹铜管换热器分析.docx

D5与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，e 5铜管管内制冷剂的摩擦压降比e 7的大20-40%因 此在实际应用e 5铜管时，需要针对e 5铜管的换热和压降特性，对换热器型式进行优化调 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行业①5翅片方面的应用情况:1）日本应用情况日本换热器大金Panasonic二菱重工三菱电机东芝日立富士通夏普室 内 机管径p 6.35p 5、p6.35、p 7p 6.35p 7p 6.35p 7p 5、p 6.35 （加排换热器）p 6.35p 4、p6.35、p7.94（2012年新品）p 5p 5、p6.35、p7p 6.35 （背 面）、p 7（前面）能力范围2.2〜7.1kW2.2 〜7.1kW2.2 〜6.3kW2.2〜7.1kW2.2 〜7.1kW室 外 机p 7、p7.94p 7.94p 7.94p 7p 7.94p 7.94 （偏 芯）p 7p7.94、p 6.35小结：♦ 换热器越来越细管径化，0 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（P 4♦ Q 5以下的細管各公司几乎都是用在能力2.2〜7.1kW的室内机上这是因为室内机箱体 从小到大共都是通用的，Q 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（p 5换热器，一般是0 7或Q 7.94 因为用0 5的话分流回路数多分流太复杂Q 7换热器在4.0kW机上都要分4路，Q 5的就 太复杂了♦ 室内机的Q 5换热器几种管径（Q 5和Q 6.35等）组合，可以简化分流并提高性能2）韩国应用情况厂家使用范围规格参数1LG分体、窗机两器不祥2三星窗机两器不祥3）国内应用情况①5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e 5换热器设备方面投入较大，e5换热器的产能各达到100万件/月的大批量生产规模序号厂家主要应用范围规格参数开始应用时间1志高蒸发器、冷凝器2009 年2美的冷凝器（11.6*19.5）2008 年3格兰仕冷凝器2007 年4格力蒸发器、冷凝器（11*19）2008 年5海尔窗机蒸发器、冷凝器（11*21）2009 年05换热器生产线数量厂家生产线目前 数量（条）今年已确定增 加数量（条）今年年底预 计数量（条）单条月产能 （万件/月）05换热器月 产能（万件/月）美的155205100格力1012225110♦ 美的2009年以前陆续购入5条e 5换热器生产线，2009~2010年进口了 10条日本日高 公司e 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e 5换热器生产线以后,2011年已经向日本日高公司一次 性订购了 12条e 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e 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e 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，e 7和e 5换热器有以下几种:铜管直径（mm）翅片管孔间距（mm）翅片 宽度（mm）主要应用范围备注e 7换热器1#e 71911室内蒸发器原科龙，基本淘汰e 7换热器2#e 72113.6室内蒸发器原海信e 7换热器3#e 72118.19室外换热器原海信e 5换热器e 51911新e 5换热器e 51913.6从海信的设计变化来看，e 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e 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，大部分厂 家都开发使用了 e 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e 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W 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e 7性能方面的比较：1. 理论分析：利用EVAP-COND软件，得到e 5和e 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：蒸发器蒸发能力W流量Kg/h流阻KPa风量m3/h7.0管-2路338070&56005.0管-2路322067.2336007.0管-3路333568.62.96005.0管-3路325067.711.66005.0管-4路311064.75.1600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e 7和e5管蒸发器进行整机能力对比试验，在e7管蒸发器的基础上，不改变其排距和管间距及翅片型式，对e 5管蒸发器的流程分流进行调整铜管管径翅片管孔间距（mm）翅片宽度（mm）e 7换热器0 719110 5换热器0 51911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：5.0与7. 0管蒸发器整机能力对比工况图1e5和e 7管蒸发器整机能力对比小结：♦ e 5管换热器较e 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e 7和e 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e5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。

铜管管径翅片管孔间距（mm）翅片宽度（mm）e 7换热器e 72118.19新e 5换热器e 51913.65.0与7.0冷凝器之整机能力对比图2 e 5和e 7管冷凝器整机能力对比3）低温性能对比冃匕5.0与7.0冷凝器之额定低温制热对比吋间*5秒+双排7.0能力 双排5.0能力-双排7.0功率 双排5.0功率小结：♦ 除额定低温制热量工况下，e 5管冷凝器与e 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e 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，e 5管换热器的蒸发换热能力低于e 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，e5管换热器 的换热能力与e 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，e 5管换热器的冷媒压损仍然要高于e 7管换热器，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e 7成本方面的比较：1、相同排距和管间距时:表3 e 5和e 7管换热器的成本对比换热器e 7管换热器（ii*i9）e 5管换热器（11*19）管内面积m20.3310.279管外面积m23.203.41铜管重量g481340铝箔重量g493493从表3可以看出，在e 7管换热器的基础上，排距和管间距不变时，e 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e 7管 换热器2、降低排距和管间距时表4 e 5和e 7管换热器的成本对比换热器e 7管换热器（13.6*21）e 5管换热器（13.6*19）管内面积m20.5190.477管外面积m25.615.85铜管重量g756584铝箔重量g903903从表4可以看出，在e 7管换热器的基础上，相同管数的e 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e 7管换热器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，e 7换热器的成本要高于e 5换热器换热器蒸发能力范围与成本对比502本}元{本成器热换26005200能力范围（W）78005.0开窗 7.0开窗※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。