【技术】小管径为什么可行？铜管选型的可行性分析！
使用小管径的换热器能够明显减少铜的消耗量 ，有效降低成本 ，并且有效减少制冷剂充注量，非常适合R290制冷剂使用。今天，我们就从铜管选型来分析下它的可行性。
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1、铜管的选择
用于空调换热器的铜管根据管型可分为2种：光管和强化管。
常用的强化管内表面制备有内螺纹。
一方面，内螺纹增大了制冷剂在管内流动时的扰动程度，因此强化管比相同管径的光管具有更大的管内换热系数。
另一方面，内螺纹提高了管内的摩擦系数，因此强化管比相同管径的光管具有更大的管内压降系数。进行换热器设计时，希望铜管的换热系数大而压降系数小，因此需要综合换热和压降两方面的性能来选择管型。
对于光管和强化管，计算中采用的5 mm强化管、3 mm 光管、3 mm强化管的参数如表2-4所示。
2、铜管管型对换热的影响
运用小管径铜管的管内传热系数关联式，计算得到采用上述3种铜管的换热器的UA，如图2-4所示。
相同的质量流量下，换热器采用3 mm 强化管和3 mm光管的UA 均显著大于5 mm强化管，这是由于3 mm管比5mm管具有更大的质流密度，使得管内换热系数显著增加。制冷剂的质量流量为10 g/s 时，换热器采用3 mm 强化管比5 mm强化管的UA增加 14.5%，而3 mm光管比5 mm 强化管的UA增加 6.8%。
上述结果说明 3 mm光管完全能够达到5 mm换热器的换热需求。
3、铜管管型对压降的影响
查阅文献[黄翔超. R410A-润滑油混合物小管径管内冷凝冷凝热换和压降特性的研究[D]. 上海: 上海交通大学, 2010.]可知，干度0.5，质流密度 G= 400 kg/m2·s：
（1）根据文献中的数据图，5 mm强化管内的摩擦压降比5 mm 光管增大 44%；
（2）根据小管径冷凝压降与管径的关联式可以进行如表2-5 和表2-6的预测，3 mm 强化管的压降比3 mm光管增大31.6%，而在相同质量流量下3 mm强化管的压降比3 mm 光管增大81%；壁厚越大，3 mm强化管较3 mm光管的压降增幅越小。
运用管内压降系数关联式计算出换热器采用5 mm强化管、3 mm 强化管和 3mm 光管的制冷剂侧压降，进而得到制冷剂进出口的温差。
如图 2-5 所示，制冷工况下质量流量为10 g/s~20 g/s 时，5 mm 强化管的压降从 20 kPa 增加到66 kPa，3mm 强化管的压降从 206 kP a 增加到 693 kPa，3 mm 光管的压降从 148 kP a 增加到 580 kP a；5 mm 强化管的温降从0.7 ℃增加到2.6 ℃，3 mm 强化管的温降从8.9 ℃增加到 50.3 ℃，3 mm光管的温降从 6.2 ℃增加到34.8 ℃。换热器使用3 mm强化管与3 mm光管相比，压降、温降的平均增幅分别为28%、41%，选用光管能够有效减小温降从而提升系统性能。
4、铜管的承压能力计算
综上，3 mm 光管既满足原 5 mm强化管的换热性能和承压要求，且管内压降较小。因此 3 mm 附近管径的光管可以用于小管径空调器设计。