內(nèi)螺紋銅管作為一種高效的傳熱元件，配合高效的鋁或鋁合金翅片，廣泛應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器和蒸發(fā)器?？照{(diào)系統(tǒng)的節(jié)能高效和小型化要求，促使了改進(jìn)壓縮機(jī)的性能，并使用高效化和小型化的冷凝器和蒸發(fā)器。

目前壓縮機(jī)的性能通過三十多年的發(fā)展，性能系數(shù)已由2.3提高到3.5,潛力已十分有限。而兩器的強(qiáng)化傳熱改進(jìn)還有很大的潛力。而且，隨著保護(hù)臭氧層和環(huán)保的要求，國際上對CFC類制冷劑的限制使用，人們開始尋找替代R22和R12的制冷劑。

目前，不管是R407C還是R410A或R290、R417A，在性能上都不如R22和R12。使空調(diào)兩器性能都有所下降。這就要求人們尋找更好的傳熱元件來彌補(bǔ)這方面的不足。

近年來，國內(nèi)外空調(diào)廠家及銅管廠家都在采用新型制冷劑和空調(diào)小型化方面做了大量研究工作。

目前替代制冷劑主要是R407C和R410A，它們都是混合制冷劑，R407C 是由R32/R125/R134a三種HFC工質(zhì)以質(zhì)量百分比23/25/52/組成的非共沸制冷劑，R410A是由R32/R125兩種HFC工質(zhì)以質(zhì)量百分比50/50組成的近共沸制冷劑。

研究表明：R410A呈現(xiàn)單一制冷劑的行為，其冷凝特性接近R22，蒸發(fā)性也不低于R22，采用小頂角與高齒銅管，通過改進(jìn)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，能夠使R410A的高性能得于保證，甚至超過R22。

但R410A的冷凝壓力較高，要求傳熱管壁厚增加和細(xì)徑化來提高強(qiáng)度。從R410A的物理性能看，蒸發(fā)時(shí)R410A的壓力損失比R22小得多，基于這一點(diǎn)，對蒸發(fā)器用管細(xì)徑化有利，可以減小細(xì)徑化引起的壓力損失增大。而對R407C，由于其蒸發(fā)和冷凝 性較低，在冷凝時(shí)其液膜內(nèi)產(chǎn)生濃邊界層，對熱傳導(dǎo)性不利。低質(zhì)量流速時(shí)尤其明顯。目前國內(nèi)外研究表明：瘦高齒、網(wǎng)狀齒等復(fù)雜齒型能大大提高R407C傳熱效能。

對于蒸發(fā)器（管內(nèi)蒸發(fā)過程）增強(qiáng)傳熱的原因有：

（1）增大了換熱面積；

（2）增加了氣化核心的數(shù)量；

（3）促使波狀流型提前轉(zhuǎn)變?yōu)榘氕h(huán)狀流型和環(huán)狀流型，從而增加了潤濕表面；

（4）增加了液膜的湍流度（紊流度、擾流度）。

 對于冷凝器（管內(nèi)冷凝過程）增強(qiáng)傳熱的原因有：

（1）增大了管內(nèi)換熱面積；

（2）在表面張力作用下促使冷凝液離開傳熱表面而排走，減小了齒頂和槽間的制冷劑液膜厚度（此液膜不利于傳熱）；

（3）它增強(qiáng)了液態(tài)制冷劑的湍流程度，增強(qiáng)了氣液兩相的混合。

內(nèi)螺紋管不同齒形的傳熱強(qiáng)化特性

研究表明：針對R22制冷劑，普通內(nèi)螺紋管，在低質(zhì)量流速情況下，其換熱系數(shù)與光管比增大很多，隨著質(zhì)量流速的增大，與光管相比增加得不多，而瘦高齒和復(fù)雜齒型管不但低流量下?lián)Q熱效率較高，在流量大時(shí)，明顯比普通內(nèi)螺紋管大很多，改善了大流量下的傳熱性。

1、適用于空調(diào)機(jī)的小型化和新冷媒高強(qiáng)度的需求。用于高能效比微型空調(diào)機(jī)的蒸發(fā)器。

2、目前韓國企業(yè)大量采用，生產(chǎn)小型空調(diào)出口美國。

3、國內(nèi)企業(yè)有些廠家已經(jīng)開始設(shè)計(jì)。論證工作。

4、目前蒸發(fā)器用管逐步由Φ7 向Φ6.35和Φ5發(fā)展的趨勢。

5、冷凝器用管由Φ9.52向Φ8或Φ7.94發(fā)展的趨勢。

1、瘦高齒（小齒頂角）內(nèi)螺紋銅管

瘦高齒實(shí)物圖片

瘦高齒（小齒頂角）內(nèi)螺紋銅管的特點(diǎn)

如前圖所示的瘦高齒內(nèi)螺紋銅管，其強(qiáng)化換熱系數(shù)大大提高，根據(jù)有關(guān)資料，其用于R410A制冷劑時(shí)，冷凝換熱系數(shù)是普通內(nèi)螺紋管的1.5倍，蒸發(fā)換熱系數(shù)是普通內(nèi)螺紋管的1.4倍。用于R407C制冷劑時(shí)，冷凝換熱系數(shù)是普通內(nèi)螺紋管的1.3倍，蒸發(fā)換熱系數(shù)是普通內(nèi)螺紋管的1.3倍。這種齒型的內(nèi)螺紋管之所以產(chǎn)生如此好的傳熱強(qiáng)化效果，主要表現(xiàn)在齒頂角較?。?/span>150~250），齒型尖細(xì)，較高的齒也可以有較大的槽底寬，冷凝時(shí)溝槽底制冷劑液膜變薄，減少了熱阻。

尤其是對使用R407C制冷劑時(shí)效果最明現(xiàn)，這為空調(diào)機(jī)的整體性能的提高又提供了一種選擇、改進(jìn)的方向。由于其傳熱效率高，即使采用替代制冷劑，換熱性能的提高也足以減小換熱器體積，這為空調(diào)機(jī)的整體性能的提高又提供了一種選擇、改進(jìn)的方向。我們通過整機(jī)試驗(yàn)，在同等狀況下空調(diào)能力提高2%—3%。（R22制冷劑）

用于采用新冷媒（R410A／R407C）的高能效比空調(diào)機(jī)蒸發(fā)器，主要用戶為美國企業(yè)、日本企業(yè)等。

為了保證瘦高齒管的漲后性能，在齒形設(shè)計(jì)上我們作了專門研究，使?jié)q后齒高下降很小，不使傳熱性能下降。在Φ6.35- Φ9.52外徑范圍內(nèi)，瘦高齒管有著優(yōu)良的傳熱性能，平均比普通內(nèi)螺管提高1.3-1.4倍。

瘦高齒傳熱特性 

2、雙頭（又稱M型齒）內(nèi)螺紋銅管

M型齒內(nèi)螺紋銅管的特點(diǎn)

蒸發(fā)傳熱的強(qiáng)化，依靠螺紋所產(chǎn)生的離心力使液體均布，從而增加液體的過熱度和受熱面積，另外多條螺紋形成較多的蒸發(fā)核心，但較高的齒會使肋化效率降低和增加流動(dòng)阻力，為解決這個(gè)矛盾，有公司開發(fā)了齒上開小槽的內(nèi)螺紋銅管，稱為“M”型齒內(nèi)螺紋銅管，并申報(bào)了專利。

實(shí)驗(yàn)表明：M型冷凝時(shí)低質(zhì)量流速下系數(shù)上升明顯，這主要是M型齒管同時(shí)兼有大的槽底寬，有利于制冷劑排出，減小液膜厚度的緣故。

根據(jù)空調(diào)整機(jī)試驗(yàn)，該型產(chǎn)品用于外機(jī)，在內(nèi)機(jī)不變，其他條件相同下冷量上升70-80w。某型熱泵空調(diào)試驗(yàn)，制熱量上升100w左右。

M型齒傳熱特性

3、斷續(xù)齒內(nèi)螺紋銅管

斷續(xù)型齒內(nèi)螺紋銅管實(shí)物圖

斷續(xù)型齒傳熱特性

4、交叉齒內(nèi)螺紋管

交叉齒實(shí)物圖

交叉齒傳熱特性

交叉齒內(nèi)螺紋管的特點(diǎn)

（1）增加液體的過熱度和傳熱面積。

（2）形成了較多的蒸發(fā)核心。

（3）強(qiáng)化了紊流。

（4）適合于蒸發(fā)器用管。

（5）目前主要用戶是韓國企業(yè)。