空调换热管材质——铜与不锈钢的巅峰对决(上)

       小编之前发过一篇文章关于<不锈钢管将打破空调行业“非铜不可”的局面>，引来了广大网友的关注和质疑：

       这次，我们直面网友的质疑，告诉大家科研一直在进步，空调换热管将有新选择；今天我们来分析：铜管和不锈钢换热管的性能对比——导热性

       由于铜管的导热系数为100W/m℃，不锈钢管的导热系数为13W/m℃，不锈钢管的导热系数大约为铜管的1/7。这当然会影响总体传热系数。

       铜管因强度及冲蚀磨损等原因，其壁厚不能低于1.2mm。但是，不锈钢管因为其强度高，壁厚可以减薄0.5~0.8mm。

       根据公式：Rc=δ / λ，其中Rc——导热热阻，单位：m2k/w。λ——导热系数，单位：W/(m.k)。δ——管壁厚度，单位：m。

       管材一定，λ不变时，根据公式，δ越小，Rc越小，传热系数越大。这就可以缩小不锈钢换热管与铜管总体传热系数的差距。

       虽然铜管的导热系数比不锈钢管大，但根据美国传热学会 (HEI)标准《表面式蒸汽凝汽器》中规定的总体传热系数公式进行比较，使用不锈钢管的整体传热并不比铜管差，有时还会略好一点。

       因为用管前后，仍采用原有的管路设计，结构系数C1和温度修正系数βt不变，所以 K值取决于 βc、βm和 V。

       使用不锈钢管后 ，βm、V会有所降低 ，但不锈钢管厚度比铜管薄，一般为铜管的50～70％，可以部分抵消不锈钢管材质热导率低的影响。管壁热阻只占总热阻的2～5％，而材料的影响比较大。

       依据表3，黄铜管的βm为0.922(参照壁厚为0.88mm)，304不锈钢管的βm为0．91(壁厚0.5mm)；综合考虑材料和壁厚，不锈钢管的传热性能比铜管低很少。

       与铜合金管相比，不锈钢换热管腐蚀产物较少，管壁光洁，不易沾污，因此具有较高的清洁系数和较低的流动阻力，清洁系数βc会提高到0.9左右。

       以25mm管径的不锈钢管和铜管为例，管壁从1mm变为0.5mm。不锈钢管内径增加，循环水通流面积增大，冷却面积可以提高，但管道内流速会下降5％左右。

       根据以上分析及数据，对使用铜管和不锈钢管的传热系数计算如下：

       使用25×1铜管时传热系数：k=2706×0.80×0.922×0.989×√2=2791.6。使用25×0．5不锈钢管时的传热系数：k=2706×0.85×0.91×0.989×√1.9=2853.4 。

       由计算可知，空调换热管中，不锈钢传热系数比使用铜时还要高2％左右。下回与大家分享空调换热管的对流放热性、凝结放热系数和耐腐蚀性是如何完败铜管的，敬请关注！

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