Cewki mikrokanałowe były używane przez długi czas w przemyśle motoryzacyjnym, zanim pojawiły się w urządzeniach HVAC w połowie XXI wieku.Od tego czasu stają się coraz bardziej popularne, zwłaszcza w klimatyzatorach mieszkaniowych, ponieważ są lekkie, zapewniają lepszy transfer ciepła i zużywają mniej czynnika chłodniczego niż tradycyjne wymienniki ciepła z rurkami żebrowanymi.
Jednakże użycie mniejszej ilości czynnika chłodniczego oznacza również, że należy zachować większą ostrożność podczas ładowania systemu za pomocą wężownic mikrokanałowych.Dzieje się tak dlatego, że nawet kilka uncji może obniżyć wydajność, efektywność i niezawodność układu chłodzenia.
Dostawca rurek kapilarnych SS 304 i 316 w Chinach
Istnieją różne gatunki materiałów stosowane na rury zwijane do wymienników ciepła, kotłów, przegrzewaczy i innych zastosowań wysokotemperaturowych, które obejmują ogrzewanie lub chłodzenie.Różne typy obejmują również zwinięte rurki ze stali nierdzewnej 3/8.W zależności od charakteru zastosowania, rodzaju cieczy przesyłanej przez rury i gatunku materiału, te typy rur różnią się.Istnieją dwa różne wymiary rur zwijanych: średnica rury i średnica cewki, długość, grubość ścianki i harmonogramy.Rury cewkowe SS są stosowane w różnych wymiarach i gatunkach, w zależności od wymagań aplikacji.Dostępne są również materiały wysokostopowe i inne materiały ze stali węglowej na wężownice.
Zgodność chemiczna cewki ze stali nierdzewnej
Stopień | C | Mn | Si | P | S | Cr | Mo | Ni | N | Ti | Fe | |
304 | min. | 18.0 | 8,0 | |||||||||
maks. | 0,08 | 2.0 | 0,75 | 0,045 | 0,030 | 20.0 | 10,5 | 0,10 | ||||
304L | min. | 18.0 | 8,0 | |||||||||
maks. | 0,030 | 2.0 | 0,75 | 0,045 | 0,030 | 20.0 | 12,0 | 0,10 | ||||
304H | min. | 0,04 | 18.0 | 8,0 | ||||||||
maks. | 0,010 | 2.0 | 0,75 | 0,045 | 0,030 | 20.0 | 10,5 | |||||
SS 310 | 0,015 maks | 2 maks | 0,015 maks | 0,020 maks | 0,015 maks | 24.00 26.00 | 0,10 maks | 19.00 21.00 | 54,7 minuty | |||
SS 310S | maks. 0,08 | 2 maks | 1,00 maks | 0,045 maks | 0,030 maks | 24.00 26.00 | maks. 0,75 | 19.00 21.00 | 53,095 minut | |||
SS 310H | 0,04 0,10 | 2 maks | 1,00 maks | 0,045 maks | 0,030 maks | 24.00 26.00 | 19.00 21.00 | 53,885 minut | ||||
316 | min. | 16.0 | 2.03.0 | 10,0 | ||||||||
maks. | 0,035 | 2.0 | 0,75 | 0,045 | 0,030 | 18.0 | 14,0 | |||||
316L | min. | 16.0 | 2.03.0 | 10,0 | ||||||||
maks. | 0,035 | 2.0 | 0,75 | 0,045 | 0,030 | 18.0 | 14,0 | |||||
316TI | maks. 0,08 | 10.00 14.00 | 2,0 maks | 0,045 maks | 0,030 maks | 16.00 18.00 | maks. 0,75 | 2,00 3,00 | ||||
317 | maks. 0,08 | 2 maks | 1 maks | 0,045 maks | 0,030 maks | 18.00 20.00 | 3,00 4,00 | 57,845 minut | ||||
SS 317L | 0,035 maks | 2,0 maks | 1,0 maks | 0,045 maks | 0,030 maks | 18.00 20.00 | 3,00 4,00 | 11.00 15.00 | 57,89 min | |||
SS 321 | maks. 0,08 | 2,0 maks | 1,0 maks | 0,045 maks | 0,030 maks | 17.00 19.00 | 9.00 12.00 | 0,10 maks | 5(C+N) 0,70 maks | |||
SS 321H | 0,04 0,10 | 2,0 maks | 1,0 maks | 0,045 maks | 0,030 maks | 17.00 19.00 | 9.00 12.00 | 0,10 maks | 4(C+N) 0,70 maks | |||
347/347H | maks. 0,08 | 2,0 maks | 1,0 maks | 0,045 maks | 0,030 maks | 17.00 20.00 | 9.0013.00 | |||||
410 | min. | 11,5 | ||||||||||
maks. | 0,15 | 1,0 | 1,00 | 0,040 | 0,030 | 13,5 | 0,75 | |||||
446 | min. | 23.0 | 0,10 | |||||||||
maks. | 0,2 | 1,5 | 0,75 | 0,040 | 0,030 | 30,0 | 0,50 | 0,25 | ||||
904L | min. | 19.0 | 4.00 | 23.00 | 0,10 | |||||||
maks. | 0,20 | 2.00 | 1,00 | 0,045 | 0,035 | 23.0 | 5.00 | 28.00 | 0,25 |
Wykres właściwości mechanicznych cewki ze stali nierdzewnej
Stopień | Gęstość | Temperatura topnienia | Wytrzymałość na rozciąganie | Granica plastyczności (przesunięcie 0,2%) | Wydłużenie |
304/304L | 8,0 g/cm3 | 1400°C (2550°F) | 75000 psi, MPa 515 | 30000 psi, MPa 205 | 35% |
304H | 8,0 g/cm3 | 1400°C (2550°F) | 75000 psi, MPa 515 | 30000 psi, MPa 205 | 40% |
310 / 310S / 310H | 7,9 g/cm3 | 1402°C (2555°F) | 75000 psi, MPa 515 | 30000 psi, MPa 205 | 40% |
306/316H | 8,0 g/cm3 | 1400°C (2550°F) | 75000 psi, MPa 515 | 30000 psi, MPa 205 | 35% |
316L | 8,0 g/cm3 | 1399°C (2550°F) | 75000 psi, MPa 515 | 30000 psi, MPa 205 | 35% |
317 | 7,9 g/cm3 | 1400°C (2550°F) | 75000 psi, MPa 515 | 30000 psi, MPa 205 | 35% |
321 | 8,0 g/cm3 | 1457°C (2650°F) | 75000 psi, MPa 515 | 30000 psi, MPa 205 | 35% |
347 | 8,0 g/cm3 | 1454°C (2650°F) | 75000 psi, MPa 515 | 30000 psi, MPa 205 | 35% |
904L | 7,95 g/cm3 | 1350°C (2460°F) | 71000 psi, MPa 490 | Psi 32000, MPa 220 | 35% |
Rury zwijane do wymienników ciepła SS Gatunki równoważne
STANDARD | WERKSTOFF NR. | UNS | JIS | BS | GOST | AFNOR | EN |
SS 304 | 1.4301 | S30400 | SUS 304 | 304S31 | 08Х18Н10 | Z7CN18-09 | X5CrNi18-10 |
SS 304L | 1.4306 / 1.4307 | S30403 | SUS 304L | 3304S11 | 03Х18Н11 | Z3CN18-10 | X2CrNi18-9 / X2CrNi19-11 |
SS304H | 1.4301 | S30409 | – | – | – | – | – |
SS 310 | 1.4841 | S31000 | SUS 310 | 310S24 | 20Ch25N20S2 | – | X15CrNi25-20 |
SS 310S | 1,4845 | S31008 | SUS-a 310S | 310S16 | 20Ch23N18 | – | X8CrNi25-21 |
SS 310H | – | S31009 | – | – | – | – | – |
SS 316 | 1.4401 / 1.4436 | S31600 | SUS 316 | 316S31 / 316S33 | – | Z7CND17-11-02 | X5CrNiMo17-12-2 / X3CrNiMo17-13-3 |
SS 316L | 1.4404 / 1.4435 | S31603 | SUS 316L | 316S11 / 316S13 | 03Ch17N14M3 / 03Ch17N14M2 | Z3CND17-11-02 / Z3CND18-14-03 | X2CrNiMo17-12-2 / X2CrNiMo18-14-3 |
SS 316H | 1.4401 | S31609 | – | – | – | – | – |
SS316Ti | 1,4571 | S31635 | SUS316Ti | 320S31 | 08Ch17N13M2T | Z6CNDT17-123 | X6CrNiMoTi17-12-2 |
SS 317 | 1,4449 | S31700 | SUS 317 | – | – | – | – |
SS 317L | 1.4438 | S31703 | SUS 317L | – | – | – | X2CrNiMo18-15-4 |
SS 321 | 1.4541 | S32100 | SUS 321 | – | – | – | X6CrNiTi18-10 |
SS 321H | 1,4878 | S32109 | SUS 321H | – | – | – | X12CrNiTi18-9 |
SS 347 | 1,4550 | S34700 | SUS 347 | – | 08Ch18N12B | – | X6CrNiNb18-10 |
SS 347H | 1,4961 | S34709 | SUS 347H | – | – | – | X6CrNiNb18-12 |
SS904L | 1,4539 | N08904 | SUS 904L | 904S13 | STS 317J5L | Z2 NCDU 25-20 | X1NiCrMoCu25-20-5 |
Tradycyjna konstrukcja wężownicy z rurką żebrowaną jest od wielu lat standardem stosowanym w branży HVAC.W wężownicach pierwotnie używano okrągłych rur miedzianych z aluminiowymi żebrami, ale rury miedziane powodowały korozję elektrolityczną i mrowisko, co prowadziło do zwiększonych nieszczelności wężownic, mówi Mark Lampe, menedżer produktu ds. wężownic pieców w firmie Carrier HVAC.Aby rozwiązać ten problem, w branży zastosowano okrągłe rury aluminiowe z aluminiowymi żebrami, aby poprawić wydajność systemu i zminimalizować korozję.Obecnie dostępna jest technologia mikrokanałowa, którą można stosować zarówno w parownikach, jak i skraplaczach.
„Technologia mikrokanałowa, zwana w firmie Carrier technologią VERTEX, różni się tym, że okrągłe rury aluminiowe są zastępowane płaskimi równoległymi rurami przylutowanymi do aluminiowych żeber” – powiedział Lampe.„Dzięki temu czynnik chłodniczy rozprowadzany jest bardziej równomiernie na większym obszarze, poprawiając przenoszenie ciepła, dzięki czemu wężownica może pracować wydajniej.Podczas gdy technologię mikrokanałową stosowano w zewnętrznych skraplaczach mieszkaniowych, technologię VERTEX stosuje się obecnie wyłącznie w wężownicach mieszkaniowych.
Według Jeffa Prestona, dyrektora ds. usług technicznych w Johnson Controls, konstrukcja mikrokanałowa tworzy uproszczony, jednokanałowy przepływ czynnika chłodniczego „wlot i wylot”, składający się z przegrzanej rury u góry i przechłodzonej rury u dołu.Natomiast czynnik chłodniczy w konwencjonalnej wężownicy z rurką żebrowaną przepływa przez wiele kanałów od góry do dołu w kształcie serpentyny, co wymaga większej powierzchni.
„Unikalna konstrukcja wężownicy mikrokanałowej zapewnia doskonały współczynnik przenikania ciepła, co zwiększa wydajność i zmniejsza ilość wymaganego czynnika chłodniczego” – powiedział Preston.„W rezultacie urządzenia zaprojektowane z cewkami mikrokanałowymi są często znacznie mniejsze niż urządzenia o wysokiej wydajności z tradycyjnymi konstrukcjami z rurami żebrowanymi.Jest to idealne rozwiązanie do zastosowań o ograniczonej przestrzeni, takich jak domy z zerową linią.
W rzeczywistości, dzięki wprowadzeniu technologii mikrokanałowej, mówi Lampe, firmie Carrier udało się zachować ten sam rozmiar większości wężownic pieców wewnętrznych i skraplaczy klimatyzacji zewnętrznej, stosując konstrukcję okrągłych żeber i rur.
„Gdybyśmy nie wdrożyli tej technologii, musielibyśmy zwiększyć rozmiar wewnętrznej wężownicy pieca do wysokości 11 cali i musielibyśmy zastosować większą obudowę dla zewnętrznego skraplacza” – powiedział.
Chociaż technologię wężownic mikrokanałowych stosuje się głównie w chłodnictwie domowym, koncepcja ta zaczyna zyskiwać na popularności w instalacjach komercyjnych, ponieważ zapotrzebowanie na lżejsze i bardziej kompaktowe urządzenia stale rośnie, powiedział Preston.
Ponieważ wężownice mikrokanałowe zawierają stosunkowo małe ilości czynnika chłodniczego, nawet kilka uncji zmiany ładunku może mieć wpływ na żywotność, wydajność i efektywność energetyczną systemu, mówi Preston.Dlatego wykonawcy powinni zawsze konsultować się z producentem w sprawie procesu ładowania, ale zazwyczaj obejmuje on następujące kroki:
Według Lampe, technologia Carrier VERTEX obsługuje tę samą procedurę konfiguracji, ładowania i rozruchu, co technologia rur okrągłych i nie wymaga kroków dodatkowych lub odmiennych od obecnie zalecanej procedury ładowania chłodzącego.
„Około 80 do 85 procent ładunku znajduje się w stanie ciekłym, więc w trybie chłodzenia cała objętość znajduje się w zewnętrznej wężownicy skraplacza i pakiecie przewodów” – powiedział Lampe.„W przypadku przejścia na cewki mikrokanałowe o zmniejszonej objętości wewnętrznej (w porównaniu do konstrukcji z okrągłymi żebrami rurowymi) różnica ładunku wpływa tylko na 15–20% całkowitego ładunku, co oznacza małe, trudne do zmierzenia pole różnicy.Dlatego zalecanym sposobem ładowania systemu jest dochładzanie, szczegółowo opisane w naszych instrukcjach instalacji.
Jednak niewielka ilość czynnika chłodniczego w wężownicach mikrokanałowych może stać się problemem, gdy jednostka zewnętrzna pompy ciepła przełączy się w tryb ogrzewania, powiedział Lampe.W tym trybie cewka systemowa jest przełączana, a kondensator przechowujący większość ładunku cieczy jest teraz cewką wewnętrzną.
„Kiedy objętość wewnętrzna wężownicy wewnętrznej jest znacznie mniejsza niż objętość wężownicy zewnętrznej, w systemie może wystąpić brak równowagi ładunku” – powiedział Lampe.„Aby rozwiązać niektóre z tych problemów, Carrier wykorzystuje wbudowany akumulator umieszczony w jednostce zewnętrznej, który służy do odprowadzania i magazynowania nadmiaru ładunku w trybie ogrzewania.Pozwala to systemowi utrzymać odpowiednie ciśnienie i zapobiega zalaniu sprężarki, co może prowadzić do słabej wydajności, ponieważ w wężownicy wewnętrznej może gromadzić się olej.
Podczas gdy ładowanie systemu z wężownicami mikrokanałowymi może wymagać szczególnej dbałości o szczegóły, ładowanie dowolnego systemu HVAC wymaga dokładnego użycia właściwej ilości czynnika chłodniczego, mówi Lampe.
„Jeśli system jest przeciążony, może to prowadzić do wysokiego zużycia energii, nieefektywnego chłodzenia, wycieków i przedwczesnej awarii sprężarki” – powiedział.„Podobnie, jeśli system jest niedoładowany, może wystąpić zamarznięcie wężownicy, wibracje zaworu rozprężnego, problemy z uruchomieniem sprężarki i fałszywe wyłączenia.Problemy z cewkami mikrokanałowymi nie są wyjątkiem.”
Według Jeffa Prestona, dyrektora usług technicznych w Johnson Controls, naprawa cewek mikrokanałowych może stanowić wyzwanie ze względu na ich unikalną konstrukcję.
„Lutowanie powierzchniowe wymaga palników stopowych i gazowych MAPP, które nie są powszechnie stosowane w innych typach sprzętu.Dlatego wielu wykonawców zdecyduje się na wymianę cewek, zamiast podejmować próby naprawy.
Jeśli chodzi o czyszczenie wężownic mikrokanałowych, jest to w rzeczywistości łatwiejsze, mówi Mark Lampe, menedżer produktu ds. wężownic pieców w firmie Carrier HVAC, ponieważ aluminiowe żebra wężownic z rurami żebrowanymi łatwo się wyginają.Zbyt wiele zakrzywionych żeberek zmniejszy ilość powietrza przepływającego przez wężownicę, zmniejszając wydajność.
„Technologia Carrier VERTEX to solidniejsza konstrukcja, ponieważ aluminiowe żebra znajdują się nieco poniżej płaskich aluminiowych rurek chłodniczych i są do nich przylutowane, co oznacza, że szczotkowanie nie powoduje znaczących zmian w żebrach” – powiedział Lampe.
Łatwe czyszczenie: Do czyszczenia cewek mikrokanałowych należy używać wyłącznie łagodnych, niekwasowych środków do czyszczenia cewek lub, w wielu przypadkach, samej wody.(dostarczone przez przewoźnika)
Preston twierdzi, że podczas czyszczenia cewek mikrokanałowych należy unikać agresywnych środków chemicznych i mycia pod ciśnieniem, a zamiast tego używać wyłącznie łagodnych, niekwasowych środków do czyszczenia cewek lub, w wielu przypadkach, samej wody.
„Jednak niewielka ilość czynnika chłodniczego wymaga pewnych dostosowań w procesie konserwacji” – powiedział.„Na przykład ze względu na mały rozmiar czynnika chłodniczego nie można wypompować, gdy inne elementy systemu wymagają serwisu.Ponadto tablicę przyrządów należy podłączać tylko wtedy, gdy jest to konieczne, aby zminimalizować zakłócenia w objętości czynnika chłodniczego.
Preston dodał, że Johnson Controls stosuje ekstremalne warunki na swoim poligonie na Florydzie, co pobudziło rozwój mikrokanalików.
„Wyniki tych testów pozwalają nam ulepszyć rozwój naszych produktów poprzez ulepszenie kilku stopów, grubości rur i ulepszone składy chemiczne w procesie lutowania w kontrolowanej atmosferze, aby ograniczyć korozję cewki i zapewnić osiągnięcie optymalnego poziomu wydajności i niezawodności” – powiedział.„Przyjęcie tych środków nie tylko zwiększy satysfakcję właścicieli domów, ale także pomoże zminimalizować potrzeby konserwacyjne”.
Joanna Turpin is a senior editor. She can be contacted at 248-786-1707 or email joannaturpin@achrnews.com. Joanna has been with BNP Media since 1991, initially heading the company’s technical books department. She holds a bachelor’s degree in English from the University of Washington and a master’s degree in technical communications from Eastern Michigan University.
Treści sponsorowane to specjalna płatna sekcja, w której firmy branżowe udostępniają wysokiej jakości, bezstronne i niekomercyjne treści na tematy interesujące odbiorców wiadomości ACHR.Wszystkie sponsorowane treści są dostarczane przez firmy reklamowe.Chcesz wziąć udział w naszej sekcji treści sponsorowanych?Skontaktuj się z lokalnym przedstawicielem.
Na żądanie Podczas tego seminarium internetowego dowiemy się o najnowszych aktualizacjach naturalnego czynnika chłodniczego R-290 i jego wpływie na branżę HVACR.
Czas publikacji: 24 kwietnia 2023 r