熱交換器用細径銅管の優れた特性

HVACR 業界の脱炭素化は 2023 年に本格化します。これは主に、世界中の立法者が大気中に排出される二酸化炭素 (CO2) のネットゼロ目標を設定したためです。

より安全な冷媒管理の実践など、低炭素排出からゼロ炭素排出を達成するための戦略はいくつかありますが、住宅、商業、または産業用建物のエネルギー管理と運用コストには、効率的な冷凍システムと HVAC システムが不可欠です。

近年、ヒートポンプ、エアコン、冷凍システムでの細径銅管の使用などにより、冷暖房機器のエネルギー効率は着実に向上しています。

今年は、さまざまな低周囲温度機能と容量を備えたヒートポンプが市場を席巻しました。 私たちのチームは、多くのヒート ポンプの熱交換器に銅管が使用されていることを観察しました。直径は 3/8 インチ (9.5 mm) のものもありますが、ユニットの容量にもよりますが、ほとんどの場合は 7 mm です。

さらに、メーカーは、現在の設計よりも多くの利点を備えた新世代の熱交換器を設計しています。 これらの新しい熱交換器には、競合する熱交換器設計よりもさらに小さい直径 (5 mm の銅管) で設計された銅管が採用されており、内部および外部の熱伝達係数が高く、より優れた性能の製品が可能になります。

とはいえ、特にグリーンビルディングと効率向上のために設計された新しい HVAC およびアプライアンス機器では、細径銅管の有益な特性を理解することがこれまで以上に重要です。

以下に、熱交換器用細径銅管の 5 つの有益な特性と特徴を紹介します。

包括的な概要については、Optimized Thermal Solutions (OTS) が提供する以下のウェビナーをご覧ください。このウェビナーでは、小径チューブの基礎、熱交換器設計の課題と考慮事項、アクセスしやすく安価な設計ツール、事例などが取り上げられています。

1. 高い熱伝導率 —銅は約 400W/mK という優れた熱伝導率で知られています。この高い熱伝導率により、チューブの壁の熱抵抗が低くなり、内表面と外表面の間の熱伝達が促進されます。 流体がチューブ内を流れると、温度差により熱が流体からチューブ壁に伝達されます。

銅の高い熱伝導率により、効率的かつ迅速な熱伝達が可能になり、流体の温度が一定レベルに維持されます。 これは、熱交換器の用途において特に重要であり、熱の効率的な伝達がシステムの効果的な機能にとって重要である。

全体として、銅管は優れた熱伝導率を備えているため、熱交換器として優れた選択肢となり、効率的かつ効果的な熱伝達特性を実現します。

2. 優れた耐久性と耐食性 —銅は耐久性と耐食性に優れた素材であり、熱交換器チューブに最適です。 この耐性は、表面に酸化物の保護層を形成する能力に由来しており、さらなる腐食を防ぐのに役立ちます。

銅は耐食性に加えて、生物付着に対する耐性も備えています。これは、表面に有機物質が蓄積しにくいことを意味します。 これは、銅には、生物付着の原因となる細菌、真菌、その他の微生物の増殖を抑制する抗菌特性があるためです。

熱交換器の観点から見ると、銅は、ユニット内の適切な熱伝達を妨げ、時間の経過とともに性能を低下させる可能性がある物質の蓄積や潜在的な汚れを軽減します。

3. 銅は予測可能な金属です —銅管の延性を高めるための適切な焼き戻しは、熱交換器の用途にいくつかの製造上の利点をもたらします。 最も重要なことの 1 つは、銅の正確な焼き戻しを達成できることで、内側の溝加工を最大限に可能にし、チューブの熱伝達特性を向上させることができます。