マイクロチャネル コイルは、2000 年代半ばに HVAC 機器に登場するまで、自動車業界で長期間使用されてきました。それ以来、軽量で熱伝導が良く、従来のフィンチューブ熱交換器よりも冷媒の使用量が少ないため、特に住宅用エアコンで人気が高まっています。
ただし、冷媒の使用量が減るということは、マイクロチャネル コイルを使用してシステムを充電するときに、より注意を払う必要があることも意味します。数オンスでも冷却システムの性能、効率、信頼性が低下する可能性があるためです。
中国の 304 および 316 SS キャピラリー コイル チューブ サプライヤー
熱交換器、ボイラー、スーパーヒーター、および加熱または冷却を伴うその他の高温用途のコイルドチューブには、さまざまなグレードの材料が使用されています。さまざまなタイプには、3/8 コイルのステンレス鋼チューブも含まれます。用途の性質、チューブを通って送られる流体の性質、および材料グレードに応じて、これらのタイプのチューブは異なります。コイル状のチューブには、チューブの直径とコイルの直径、長さ、壁の厚さ、スケジュールの 2 つの異なる寸法があります。SS コイル チューブは、用途の要件に応じてさまざまな寸法とグレードで使用されます。コイルチューブには高合金材料やその他の炭素鋼材料も使用できます。
ステンレス鋼コイルチューブの化学的適合性
学年 | C | Mn | Si | P | S | Cr | Mo | Ni | N | Ti | Fe | |
304 | 分。 | 18.0 | 8.0 | |||||||||
最大。 | 0.08 | 2.0 | 0.75 | 0.045 | 0.030 | 20.0 | 10.5 | 0.10 | ||||
304L | 分。 | 18.0 | 8.0 | |||||||||
最大。 | 0.030 | 2.0 | 0.75 | 0.045 | 0.030 | 20.0 | 12.0 | 0.10 | ||||
304H | 分。 | 0.04 | 18.0 | 8.0 | ||||||||
最大。 | 0.010 | 2.0 | 0.75 | 0.045 | 0.030 | 20.0 | 10.5 | |||||
SS310 | 最大0.015 | 最大2個 | 最大0.015 | 最大0.020 | 最大0.015 | 24.00 26.00 | 最大0.10 | 19.00 21.00 | 54.7分 | |||
SS310S | 最大0.08 | 最大2個 | 最大1.00 | 最大0.045 | 最大0.030 | 24.00 26.00 | 最大0.75 | 19.00 21.00 | 53.095分 | |||
SS310H | 0.04 0.10 | 最大2個 | 最大1.00 | 最大0.045 | 最大0.030 | 24.00 26.00 | 19.00 21.00 | 53.885分 | ||||
316 | 分。 | 16.0 | 2.03.0 | 10.0 | ||||||||
最大。 | 0.035 | 2.0 | 0.75 | 0.045 | 0.030 | 18.0 | 14.0 | |||||
316L | 分。 | 16.0 | 2.03.0 | 10.0 | ||||||||
最大。 | 0.035 | 2.0 | 0.75 | 0.045 | 0.030 | 18.0 | 14.0 | |||||
316TI | 最大0.08 | 10.00 14.00 | 最大2.0 | 最大0.045 | 最大0.030 | 16.00 18.00 | 最大0.75 | 2.00 3.00 | ||||
317 | 最大0.08 | 最大2個 | 最大1個 | 最大0.045 | 最大0.030 | 18.00 20.00 | 3.00 4.00 | 57.845分 | ||||
SS317L | 最大0.035 | 最大2.0 | 最大1.0 | 最大0.045 | 最大0.030 | 18.00 20.00 | 3.00 4.00 | 11.00 15.00 | 57.89分 | |||
SS321 | 最大0.08 | 最大2.0 | 最大1.0 | 最大0.045 | 最大0.030 | 17.00 19.00 | 9.00 12.00 | 最大0.10 | 5(C+N) 0.70以下 | |||
SS321H | 0.04 0.10 | 最大2.0 | 最大1.0 | 最大0.045 | 最大0.030 | 17.00 19.00 | 9.00 12.00 | 最大0.10 | 4(C+N) 0.70以下 | |||
347/347H | 最大0.08 | 最大2.0 | 最大1.0 | 最大0.045 | 最大0.030 | 17.00 20.00 | 9.0013.00 | |||||
410 | 分。 | 11.5 | ||||||||||
最大。 | 0.15 | 1.0 | 1.00 | 0.040 | 0.030 | 13.5 | 0.75 | |||||
446 | 分。 | 23.0 | 0.10 | |||||||||
最大。 | 0.2 | 1.5 | 0.75 | 0.040 | 0.030 | 30.0 | 0.50 | 0.25 | ||||
904L | 分。 | 19.0 | 4.00 | 23.00 | 0.10 | |||||||
最大。 | 0.20 | 2.00 | 1.00 | 0.045 | 0.035 | 23.0 | 5.00 | 28.00 | 0.25 |
ステンレス鋼管コイルの機械的性質図
学年 | 密度 | 融点 | 抗張力 | 降伏強さ (0.2%オフセット) | 伸長 |
304/304L | 8.0g/cm3 | 1400 °C (2550 °F) | Psi 75000、MPa 515 | Psi 30000、MPa 205 | 35% |
304H | 8.0g/cm3 | 1400 °C (2550 °F) | Psi 75000、MPa 515 | Psi 30000、MPa 205 | 40% |
310 / 310S / 310H | 7.9g/cm3 | 1402 °C (2555 °F) | Psi 75000、MPa 515 | Psi 30000、MPa 205 | 40% |
306/316H | 8.0g/cm3 | 1400 °C (2550 °F) | Psi 75000、MPa 515 | Psi 30000、MPa 205 | 35% |
316L | 8.0g/cm3 | 1399 °C (2550 °F) | Psi 75000、MPa 515 | Psi 30000、MPa 205 | 35% |
317 | 7.9g/cm3 | 1400 °C (2550 °F) | Psi 75000、MPa 515 | Psi 30000、MPa 205 | 35% |
321 | 8.0g/cm3 | 1457 °C (2650 °F) | Psi 75000、MPa 515 | Psi 30000、MPa 205 | 35% |
347 | 8.0g/cm3 | 1454 °C (2650 °F) | Psi 75000、MPa 515 | Psi 30000、MPa 205 | 35% |
904L | 7.95g/cm3 | 1350 °C (2460 °F) | Psi 71000、MPa 490 | Psi 32000、MPa 220 | 35% |
SS熱交換器コイルドチューブ 同等グレード
標準 | ワークストフNR. | UNS | JIS | BS | ゴスト | AFNOR | EN |
SS304 | 1.4301 | S30400 | SUS304 | 304S31 | 08×18×10 | Z7CN18‐09 | X5CrNi18-10 |
SS304L | 1.4306 / 1.4307 | S30403 | SUS304L | 3304S11 | 03×18×11 | Z3CN18‐10 | X2CrNi18-9 / X2CrNi19-11 |
SS304H | 1.4301 | S30409 | – | – | – | – | – |
SS310 | 1.4841 | S31000 | SUS310 | 310S24 | 20Ch25N20S2 | – | X15CrNi25-20 |
SS310S | 1.4845 | S31008 | SUS310S | 310S16 | 20Ch23N18 | – | X8CrNi25-21 |
SS310H | – | S31009 | – | – | – | – | – |
SS316 | 1.4401 / 1.4436 | S31600 | SUS316 | 316S31 / 316S33 | – | Z7CND17‐11‐02 | X5CrNiMo17-12-2 / X3CrNiMo17-13-3 |
SS316L | 1.4404 / 1.4435 | S31603 | SUS316L | 316S11 / 316S13 | 03Ch17N14M3 / 03Ch17N14M2 | Z3CND17-11-02 / Z3CND18-14-03 | X2CrNiMo17-12-2 / X2CrNiMo18-14-3 |
SS316H | 1.4401 | S31609 | – | – | – | – | – |
SS316Ti | 1.4571 | S31635 | SUS316Ti | 320S31 | 08Ch17N13M2T | Z6CNDT17‐123 | X6CrNiMoTi17-12-2 |
SS317 | 1.4449 | S31700 | SUS317 | – | – | – | – |
SS317L | 1.4438 | S31703 | SUS317L | – | – | – | X2CrNiMo18-15-4 |
SS321 | 1.4541 | S32100 | SUS321 | – | – | – | X6CrNiTi18-10 |
SS321H | 1.4878 | S32109 | SUS321H | – | – | – | X12CrNiTi18-9 |
SS347 | 1.4550 | S34700 | SUS347 | – | 08Ch18N12B | – | X6CrNiNb18-10 |
SS347H | 1.4961 | S34709 | SUS347H | – | – | – | X6CrNiNb18-12 |
SS904L | 1.4539 | N08904 | SUS904L | 904S13 | STS 317J5L | Z2 NCDU 25-20 | X1NiCrMoCu25-20-5 |
伝統的なフィン付きチューブ コイル設計は、長年にわたって HVAC 業界で使用されている標準です。キャリア HVAC 社の炉コイル製品マネージャーのマーク・ランペ氏によると、コイルには当初、アルミニウムのフィンが付いた丸い銅管が使用されていましたが、銅管が電解腐食と蟻塚腐食を引き起こし、コイルの漏れが増加したと述べています。この問題を解決するために、業界は、システムのパフォーマンスを向上させ、腐食を最小限に抑えるために、アルミニウム フィンを備えた丸いアルミニウム チューブに注目しました。現在では、蒸発器と凝縮器の両方で使用できるマイクロチャネル技術があります。
「Carrier 社で VERTEX 技術と呼ばれるマイクロチャネル技術は、丸いアルミニウム チューブの代わりに、アルミニウム フィンにはんだ付けされた平らな平行チューブが使用されている点が異なります」と Lampe 氏は述べています。「これにより、冷媒がより広範囲に均一に分配され、熱伝達が向上し、コイルがより効率的に動作できるようになります。マイクロチャネル技術は住宅用屋外コンデンサーに使用されていましたが、VERTEX 技術は現在、住宅用コイルにのみ使用されています。」
ジョンソンコントロールズの技術サービスディレクター、ジェフ・プレストン氏によると、マイクロチャネル設計により、上部の過熱管と下部の過冷却管で構成される単純化された単一チャネルの「出入り」冷媒の流れが形成されます。対照的に、従来のフィン付きチューブコイル内の冷媒は、蛇行パターンで複数のチャネルを上から下まで流れるため、より多くの表面積が必要になります。
「独自のマイクロチャネル コイル設計により、優れた熱伝達係数が得られ、効率が向上し、必要な冷媒の量が削減されます」とプレストン氏は述べています。「その結果、マイクロチャネルコイルで設計されたデバイスは、多くの場合、従来のフィン付きチューブ設計の高効率デバイスよりもはるかに小さくなります。これは、回線のない家庭など、スペースに制約のある用途に最適です。」
実際、マイクロチャネル技術の導入のおかげで、Carrier は丸いフィンとチューブの設計を採用することで、ほとんどの屋内炉のコイルと屋外の空調コンデンサーを同じサイズに保つことができたと、Lampe 氏は述べています。
「この技術を導入していなかったら、炉内コイルのサイズを高さ 11 インチに拡大し、外部コンデンサーにさらに大きなシャーシを使用する必要があったでしょう。」と彼は言いました。
マイクロチャネルコイル技術は主に家庭用冷凍装置で使用されているが、より軽量でよりコンパクトな機器への需要が高まり続けているため、このコンセプトは商業施設でも普及し始めているとプレストン氏は述べた。
マイクロチャネルコイルには比較的少量の冷媒が含まれているため、数オンスの充填変化でもシステムの寿命、性能、エネルギー効率に影響を与える可能性があるとプレストン氏は言う。このため、請負業者は充電プロセスについて常にメーカーに確認する必要がありますが、通常は次の手順が必要になります。
Lampe 氏によると、Carrier VERTEX テクノロジーはラウンド チューブ テクノロジーと同じセットアップ、充電、起動手順をサポートしており、現在推奨されているクールチャージ手順に追加する手順や異なる手順は必要ありません。
「充電量の約 80 ~ 85% が液体状態であるため、冷却モードではその体積が屋外のコンデンサー コイルとライン パックに存在します」とランペ氏は述べています。「(円形の管状フィン設計と比較して)内部容積が減少したマイクロチャネルコイルに移行すると、電荷の差は総電荷の 15 ~ 20% にしか影響しません。これは、差の領域が小さく、測定が難しいことを意味します。そのため、システムを充電する推奨方法は過冷却によるものであり、詳細は設置手順に記載されています。」
しかし、マイクロチャネルコイル内の少量の冷媒は、ヒートポンプ室外機が暖房モードに切り替わるときに問題になる可能性があるとランペ氏は述べた。このモードでは、システム コイルが切り替えられ、液体電荷の大部分を蓄えるコンデンサが内部コイルになります。
「屋内コイルの内容積が屋外コイルの内容積よりも大幅に小さい場合、システム内で電荷の不均衡が発生する可能性があります」とランプ氏は述べています。「これらの問題のいくつかを解決するために、Carrier は室外機に内蔵されたバッテリーを使用して、暖房モードで余分な電荷を排出して蓄えます。これにより、システムは適切な圧力を維持し、内部コイルにオイルが蓄積してパフォーマンスの低下につながる可能性があるコンプレッサーのフラッディングを防ぐことができます。」
マイクロチャネル コイルを備えたシステムを充電するには細部に特別な注意が必要ですが、HVAC システムを充電するには適切な量の冷媒を正確に使用する必要があるとランペ氏は言います。
「システムが過負荷になると、電力消費量が多くなり、冷却効率が低下し、漏れやコンプレッサーの早期故障が発生する可能性があります」と同氏は述べた。「同様に、システムの充電が不足している場合、コイルの凍結、膨張弁の振動、コンプレッサーの始動の問題、誤った停止が発生する可能性があります。マイクロチャネルコイルの問題も例外ではありません。」
Johnson Controls のテクニカル サービス ディレクターである Jeff Preston 氏によると、マイクロチャネル コイルの修理は、その独特な設計により困難な場合があるとのことです。
「表面はんだ付けには、他の種類の機器では一般的に使用されていない合金およびMAPPガストーチが必要です。したがって、多くの請負業者は修理を試みるのではなく、コイルを交換することを選択するでしょう。」
Carrier HVAC のファーネス コイル製品マネージャーである Mark Lampe 氏は、マイクロチャネル コイルの洗浄に関しては、フィン付きチューブ コイルのアルミニウム フィンは曲がりやすいため、実際には簡単であると述べています。湾曲したフィンが多すぎると、コイルを通過する空気の量が減少し、効率が低下します。
「Carrier VERTEX テクノロジーは、より堅牢な設計となっています。これは、アルミニウムのフィンが平らなアルミニウム冷媒チューブのわずかに下に位置し、チューブにろう付けされているためです。つまり、ブラッシングによってフィンが大きく変化することはありません」とランペ氏は述べています。
簡単な洗浄: マイクロチャネル コイルを洗浄する場合は、中性の非酸性コイル クリーナーのみを使用するか、多くの場合は水のみを使用してください。(運送業者から提供されます)
プレストン氏は、マイクロチャネルコイルを洗浄する際には、刺激の強い化学薬品や高圧洗浄を避け、代わりに中性の非酸性コイルクリーナーのみを使用するか、多くの場合は水のみを使用するようにと述べています。
「ただし、冷媒が少量の場合は、メンテナンスプロセスでいくつかの調整が必要です」と彼は言いました。「たとえば、サイズが小さいため、システムの他のコンポーネントの修理が必要なときに冷媒を送り出すことができません。さらに、冷媒量の混乱を最小限に抑えるために、インストルメントパネルは必要な場合にのみ接続する必要があります。」
プレストン氏は、ジョンソンコントロールズがフロリダ試験場で極端な条件を適用しているため、マイクロチャネルの開発が促進されていると付け加えた。
「これらのテストの結果により、制御された雰囲気ろう付けプロセスでいくつかの合金、パイプの厚さを改善し、化学的性質を改善することで製品開発を改善し、コイルの腐食を制限し、最適なレベルの性能と信頼性を確実に達成することができます。」と彼は述べました。「これらの対策を採用すれば、住宅所有者の満足度が高まるだけでなく、メンテナンスの必要性も最小限に抑えることができます。」
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.
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投稿時間: 2023 年 4 月 24 日