内ねじ銅管は非平滑管とも呼ばれ、英語ではINNER GROOVED COPPER TUBE (IGT)と呼ばれます。これは、外面が滑らかで、内面に一定数の規則的なねじ山がある内ねじTP2銅管を指します。
内ねじ銅管は内表面積が増加するため、熱伝導率は平滑管より20%~30%高くなります。世界のエネルギー不足と国内のエネルギー効率の高い空調アクセスシステムの実施に伴い、内ねじ銅管は空調・冷凍業界で広く使用されるようになります。
内ねじ銅管の開発は、おおよそ以下のような開発段階を経てきました。
(1)山型内ねじ管
(2)台形溝内ねじ管
(3)トップアングル内ネジ管
(4)薄肉高歯内ねじ管(薄肉高歯内ねじ銅管ともいう)
現在、海外では高低歯形、歯先溝、二重回転方向などの特徴を持つ内ねじ管が相次いで発売されています。
国家標準 GB/T20928-2007 の要求に従って、内ねじ銅管製品は、製品名、ブランド、状態、外径、底壁の厚さ、歯の高さと歯先角、ねじれ角、ねじ山数、規格番号の順序で表示されます。
例1:TP2 M2 φ9.52×0.30+0.20-53-18/60 GB/T20928-20072、(TP2製、供給状態M2、外径9.52mm、底壁厚さ0.30mm、歯の高さ0.20mm、歯先角度53度、ねじれ角18度、ねじ山数60シームレス内ねじコイル、)次のようにマークされています。
シームレス内ねじコイルTP2 M2 φ9.52×0.30+0.20-53-18/60 GB/T20928-20072. 内ねじ銅管の寸法パラメータと熱伝達性能への影響(1)外径
初期のエアコン熱交換器によく使われていた銅管の直径は約9.52mmでした。1996年以降、一部のエアコンメーカーは熱交換器の伝熱管の直径を7.0mmにまで縮小しましたが、その中でも蒸発器管の直径縮小現象が最も一般的です。直径が小さいこの種の熱交換器は、フィン効率が高く、有効伝熱面積が広く、空気が流れる際の流動抵抗が少ないため、熱伝達が向上します。1995年以降、一部の家庭用エアコンメーカーは伝熱管の直径をさらに6mmまたは5mmに縮小し、特に冷媒R410Aを置き換える室内機に使用する場合の伝熱効率をさらに向上させました。R410A冷媒システムの圧力はR22の約1.6倍であるため、小径チューブの使用は安全性と信頼性の向上に役立ちます。現在、中国の雌ねじ管の直径は主に12.7mm、9.52mm、7.94mm、7mm、6.35mm、5mmで、そのうち9.52mmと7mmが最もよく使用されています。銅などの原材料価格の上昇と国のエアコンエネルギー効率に対する要求に伴い、銅管は細い直径と薄い壁に向かっていますが、直径が小さすぎると冷媒抵抗が増加し、壁が薄いと運転中にパイプが漏れたり破裂したりする可能性が高くなります。
(2)底壁の厚さ
現在、内ねじパイプの底壁の厚さは一般的に{{0}}.20〜0.30mmの範囲です。底壁の厚さが薄いほど、熱伝達効果は向上します。ただし、底壁の厚さが薄すぎると、パイプの強度と歯の安定性が弱まり、後続工程のUベンドの品質と溶接品質に悪影響を与えるだけでなく、歯の安定性が悪いために熱伝達効果にも影響します。
(3)歯の高さ
歯の高さは熱伝達に影響を与える重要な要素です。歯の高さを高くすると、内面の伝熱面積と液膜を突き破る能力が増加し、内ねじ管の伝熱効果が向上します。ただし、歯の高さの増加は加工技術によって制限されます。現在、内ねじ管の歯の高さは一般的に{{0}}.10〜0.25 mmの範囲です。
(4)ねじれ角
螺旋角が存在するのは、流体を回転させ、パイプ内の流体が半径方向とは異なる二次流れを生成し、乱流の強度を高め、対流熱伝達を強化するためです。熱伝達率はそれに応じて増加します。したがって、螺旋角を大きくすると、熱伝達率を高めることができます。ただし、螺旋角が大きくなると、圧力損失も増加します。したがって、螺旋角は大きければ大きいほど良いわけではなく、合理的な範囲があります。
(5)歯先角度
歯先角が小さいと、内面の熱交換面積を増やし、凝縮熱伝達の液膜の厚さを減らし、蒸発熱伝達の蒸発核を増やすのに有利です。しかし、歯先角が小さすぎると、内ねじ管の歯の抗膨張強度が小さくなりすぎます。管の拡張後に歯の高さが圧縮される程度と歯型の変形の増加により、熱伝達効率が低下します。したがって、歯の抗膨張強度を確保するという前提で、内ねじ管の歯先角はできるだけ小さくする必要があります。現在、一部の国内メーカーが製造する内ねじ細高歯の歯先角は約20度に達します。
(6)歯数(山数)
歯数、つまりねじ山の数を増やすと、蒸発コアの数を増やすことができ、沸騰伝熱対策に有利であり、内面の熱交換面積を増やすことができます。しかし、歯の数を増やしすぎると、歯の間隔が狭くなりすぎて、管内の流体の攪拌強度が弱まり、歯間の液膜の厚さが増加し、熱抵抗が増加し、熱交換容量が低下し、ねじ管の熱交換効率が軽管の熱交換効率に近づきます。したがって、歯の数は一定の範囲内で制御する必要があります。(7)溝底幅
溝底幅が大きいほど伝熱には有利ですが、溝底幅が大きすぎると、管拡張後の歯高さの落ち込みや歯形状の変形が大きくなり、伝熱効率が低下します。したがって、耐膨張管強度を確保することを前提に、溝底幅は大きい方が良いです。
(8)潤滑円周
潤滑円周を大きくすると、蒸発コアの数が増え、蒸発熱伝達効率が大幅に向上します。したがって、蒸発器チューブの場合、チューブの内側断面の潤滑円周が大きいほど良いです。潤滑円周の増加は、歯の高さを増やし、歯先角度を小さくすることで実現できます。







