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空调铜管选择指南:类型、标准与实用计算公式

发布于:2024-02-04 14:39:04 来自:暖通空调/专家热线

来源:制冷空调换热器

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作者:HETA

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   本期我们来探讨下空调铜管的选择。


        
 
一、  空调铜管的类型及其性能特点      
         
第一种分类:软铜管和硬铜管  
软铜管,也称为柔性铜管,是经过退火处理以增强其柔韧性的铜管。这种类型的铜管易于手工弯曲和成型,适用于需要复杂布线的情况,如住宅供水管或暖通空调系统。
硬铜管则具有较厚的管壁,适用于承受更高压力和温度的环境,常用于主要供水管、燃气管和工业应用。  

 
第二种分类:    
1、无氧铜:包括高纯无氧铜(TU0、TU1、TU2)和磷脱氧铜(TUP、TP1、TP2等),特点是氧含量极少,在脱氧铜中还残留少量的脱氧剂;  
2、有氧铜:主要有普通纯铜(T1、T2、T3等)和韧铜,特点是氧含量较高;  
3、特种铜:有砷铜、银铜、碲铜等,特点是分别加入了不同的微量合金元素,以达到提升材料综合性能的目的。  

 
 

 

 

 

 
二、   铜管壁厚的计算公式      
         
在设计空调铜管时,考虑铜管壁厚的计算是非常重要的。铜管壁厚的计算涉及到管材的外径、内径和壁厚。具体的计算公式可以通过工程学原理和铜管的物理特性来确定。例如,可以使用巴洛公式(Barlow's formula)来计算壁厚。这个公式考虑了管道的外径、工作压力、材料强度和安全系数。  
巴洛公式的基本形式是:  
其中,t 是铜管壁厚,P 是工作压力,D 是外径,S 是材料的屈服强度,SF 是安全系数。  
以日本冷冻保安规则关系为基准的计算公式:
t= [(P×oD)/(2σa + 0.8P)] +α (㎜)
t:必须的壁厚 (㎜);
P:最高使用的压力(设计压力) (MPa);
oD:标准外径 (㎜);
σa:在125℃的基本许可应力 (N/㎜2), σa = 33 (N/㎜2);
α:腐蚀厚度 (㎜)  但是,对铜管的话为0(㎜)。

此外,针对空调铜管的具体应用,可以参考ASTM B280标准,该标准提供了空调和制冷领域使用的铜管的尺寸和工作压力的相关规定。根据这些规定,设计者可以确定适用于特定应用的铜管壁厚。  
关于冷媒配管用铜管的选择参数及允许值,通常需要考虑冷媒的种类、系统 设计和运行。例如,不同冷媒在不同温度和压力下的性能会影响铜管的尺寸和壁厚选择。这些选择参数必须符合特定标准(如ASTMB280),以确保系统的安全和有效运行。
关于铜管壁厚的计算公式,以及冷媒配管用铜管的选择参数及允许值的具体信息和标准,可以参考EngineeringToolbox的   ASTM B280 Copper Tube for Air Conditioning and Refrigeration(ACR) - Dimensions and Working Pressures   以及Copper.org的   Table 14.2e. Dimensions and Physical Characteristics of CopperTube   。这些资源提供了详细的尺寸、物理特性和工作压力信息,有助于正确选择和计算空调系统中使用的铜管。  
此外,根据中国国家标准(例如GB/T 17791-2017),铜管的壁厚计算还需考虑到应用场景和压力要求。在中国国家标准GB/T 17791-2017中,对不同类型和用途的铜管壁厚有详细的规定。这些标准确保铜管能够在各种压力和温度条件下安全高效地工作。



三、 冷媒配管用铜管的选择参数及允许值      
         
冷媒配管用铜管的选择需要考虑多种因素,包括铜管的尺寸、类型、壁厚以及工作压力。例如,ASTM B280标准规定了空调和制冷领域铜管的尺寸和工作压力。铜管的选择应满足制冷系统的特定要求,包括冷媒类型、系统容量和设计压力。  
1、中国标准:
国家标准如GB/T 17791-2017为冷媒配管用铜管的选择提供了详细的指导。这些标准包括对不同类型冷媒系统(如R22、R410A、R32等)所需铜管尺寸的具体要求,以及允许的最大工作压力和温度。  
通过结合具体的工程要求和适用的中国国家标准,可以确保铜管的选择满足系统的性能和安全性要求。例如,标准中可能会指出,在一定的工作条件下,如何根据冷媒类型和系统设计选择适当的铜管尺寸和壁厚,以及如何确保这些参数在安全范围内运行。  
2、欧洲标准:
在欧洲,铜管和管道按照EN  1057标准被分类为“Type X  
Copper Pipe”,“Type Y Copper Pipe”,和“Type Z Copper Pipe”;在澳大利亚,则分类为“Type A”,“Type B”,“Type C”,和“TypeD”。  
这些不同类型的铜管根据其刚度分为软铜管和硬铜管。软铜管由于退火热处理而成本更高,但易于安装和维护,适用于需要细致布线的场合,如家用供水管或暖通空调系统。硬铜管具有较厚的壁,能承受更高的压力和温度,通常用于主要供水管、燃气管和工业应用。  
3、一般冷媒配管用铜管的选择参数及允许值
O以及OL材料( TP2M型,工程上也称盘管)
1/2H或者H材(TP2型,工程上也称直管)



 
四、空调铜管使用过程中有哪些问题?该怎么解决?      
         
1、铜管泄露:       
铜管泄露是空调的致命缺陷,一旦泄露空调的制冷剂将全部溢出,空调由于缺乏传热介质,而使空调器失效。对于铜管的泄露问题原因比较复杂,下面就经常出现的泄露原因予以阐述。
(1)制造方面的原因  
①涡流探伤漏检。GB规定了铜管必须进行100%的涡流探伤,并规定了校核探伤仪用的样品管上的人工缺陷(通孔)直径,以保证涡流探伤的灵敏度,防止超标的缺陷漏检。这项要求在正规大型铜管厂是能够充分保证的,因为探伤是在线检测,这种在线涡流探伤保证了管子所有长度都经过涡流检测,是100%的探伤。有的铜管厂则不是这样,或者不经过涡流探伤,或者是用低标准的涡流探伤仪抽检。这样铜管就存在超标的缺陷漏检或未检测,造成用户使用时空调泄露;
②涡流探伤检出缺陷但是铜管表面未做标记或标记不准确、不清楚。在铜管的生产过程中,涡流探伤检出的缺陷要求用墨迹在超标的缺陷上覆盖,以便在使用的过程中使用者可以将有缺陷的铜管剔除。但是由于生产厂家在生产过程中选择的墨水附着力不够、喷墨的喷枪调整不合适、烘干不彻底、墨水的成份遇到高温退色等原因,造成用户在使用过程中无法将涡流探伤检出的缺陷挑出,一旦有缺陷的铜管用在空调器上势必造成泄漏。


(2) 用户使用方面的原因:
①误用涡流探伤检出的缺陷管。在正常的铜管生产状况下,铜管涡流探伤不仅标出每盘管上的伤点数目,而且将伤点部位涂上黑色标记,以便用户在使用中识别挑出这段“黑管”。空调制冷企业要对操作工人特别是新上岗的工人讲清楚,以便预防这种带伤的管子装到空调制冷装置上。我们深入用户服务时已多次发现这个问题,有的工人问我们这管子上的黑色是怎么回事,有的则是解剖不合格产品时恰恰是由于“黑管”装到产品上造成空调制冷装置泄露。
②加工的问题。空调主管在形成两器的过程中要经过弯管、涨管、扩口、焊接等环节。
③焊接不良造成的泄露。铜管在穿入带孔的铝箔后,管与管之间要联结起来,需要用小弯头联结,为了联结牢固,在生产过程中,用焊料将小弯头与铜管焊接在一起,焊接方法分为手动与自动两种,焊接时由于焊料质量、铜管扩口、焊接表面有异物等原因,造成焊接不实,形成虚焊,造成制冷剂泄露。
2、铜管开裂:    
铜管的开裂主要集中在铜管涨管、扩口工序。开裂情况如图1所示。在两器的生产中,铜管涨管、扩口是一个连续过程,往往复合到一个工序完成。引起铜管开裂的原因比较多,其主要原因如下:
①铜管本身质量的原因。铜管本身质量的原因可以分为外表面缺陷、内表面划伤、内表面氧化等。铜管在涨管、扩口的冷加工变形中,表面受拉应力而伸长,当铜管外表面有深度伤痕时,,铜管外表面承受不了表面拉应力,形成拉断现象,也就是我们看到的铜管外表面开裂。铜管内表面划伤造成的开裂机理与外表面有伤痕造成的开裂机理相似。铜管内表面有氧化时,在涨管时由于氧化铜管内表面的摩擦力与没有氧化铜管内表面的摩擦力不等,造成相同长度的铜管下墩长度尺寸不一致,扩口时下墩量小的铜管伸出长度长,造成扩口过大而开裂。
图1:空调铜管局部开裂
②用户使用方面的原因。铜管在使用中,往往是盘管校直、切割定尺,切割常采用无屑切割。铜管热处理后表面比较软,在进行无屑切割时,当切刀不利或切割时下刀过大都会造成铜管缩口过大或毛刺过多,形成端口飞边、端口硬化,造成扩口时开裂。一个换热器由许多“U”型管组成,各“U”型管的长度及每个“U”型管两个端头的长度的一致性要求非常高,当弯制“U”型管时,由于设备或调整的原因造成各“U”型管的长度及每个“U”型管两个端头的长度差别过大(大于2mm),所以扩口时就会出现因端口过长铜管伸出长度过长而造成扩口过大而开裂。
3、弯管起皱、断裂: 
铜管弯管起皱(图2、图3)、断裂发生在制作“U”型管工序,铜管在本工序往往报废较多。
图2:空调铜管外侧起皱
图3:空调铜管内侧起皱

  • shilaoqi
    shilaoqi 沙发

    谢谢楼主的分享!

    2024-02-14 11:15:14

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这个家伙什么也没有留下。。。

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