Le proprietà benefiche del tubo di rame di piccolo diametro per gli scambiatori di calore

La decarbonizzazione del settore HVACR sarà pienamente visibile nel 2023. Ciò è dovuto in gran parte al fatto che i legislatori di tutto il mondo hanno fissato obiettivi di zero emissioni nette per l’anidride carbonica (CO2) espulsa nell’atmosfera.

Sebbene esistano diverse strategie per ottenere emissioni di carbonio da basse a zero, come pratiche di gestione più sicure del refrigerante, sistemi di refrigerazione e HVAC efficienti sono essenziali per la gestione energetica e i costi operativi degli edifici residenziali, commerciali o industriali.

L’efficienza energetica degli apparecchi e delle apparecchiature di riscaldamento e raffreddamento è aumentata costantemente negli ultimi anni, in parte grazie all’uso di tubi di rame di diametro inferiore nelle pompe di calore, nei condizionatori e nei sistemi di refrigerazione.

Quest'anno, le pompe di calore hanno dominato la scena con varie funzionalità e capacità a bassa temperatura ambiente. Il nostro team ha osservato che molte pompe di calore hanno tubi di rame nei loro scambiatori di calore: circa 9,5 mm (⅜ pollici), ma soprattutto 7 mm di diametro, a seconda della capacità dell’unità.

Inoltre, i produttori stanno progettando una nuova generazione di scambiatori di calore con maggiori vantaggi rispetto ai modelli attuali. Questi nuovi scambiatori di calore sono dotati di tubi in rame progettati con un diametro ancora più piccolo (tubo di rame da 5 mm) rispetto ai modelli di scambiatori di calore concorrenti, consentendo un prodotto con prestazioni migliori con coefficienti di trasferimento di calore interno ed esterno più elevati.

Detto questo, comprendere le proprietà benefiche dei tubi di rame di piccolo diametro è più importante che mai, soprattutto con le nuove apparecchiature HVAC e gli elettrodomestici progettati per edifici ecologici e una migliore efficienza.

Di seguito condividiamo cinque proprietà e caratteristiche vantaggiose del tubo di rame di piccolo diametro per scambiatori di calore:

Per una panoramica completa, guarda il webinar presentato di seguito da Optimized Thermal Solutions (OTS), che copre i fondamenti dei tubi di piccolo diametro, sfide e considerazioni sulla progettazione degli scambiatori di calore, strumenti di progettazione accessibili ed economici, casi di esempio e altro ancora.

1. Elevata conduttività termica — Il rame è noto per la sua conduttività termica superiore, circa 400 W/mK. Questa elevata conduttività termica garantisce una bassa resistenza termica nella parete del tubo, che facilita il trasferimento di calore tra le superfici interna ed esterna. Quando un fluido scorre attraverso il tubo, il calore viene trasferito dal fluido alla parete del tubo a causa della differenza di temperatura.

L'elevata conduttività termica del rame consente un trasferimento di calore efficiente e rapido, garantendo che la temperatura del fluido sia mantenuta a un livello costante. Ciò è particolarmente importante nelle applicazioni con scambiatori di calore, dove l'efficiente trasferimento di calore è fondamentale per l'efficace funzionamento del sistema.

Nel complesso, la conduttività termica superiore dei tubi di rame li rende una scelta eccellente per gli scambiatori di calore, offrendo proprietà di trasferimento del calore efficienti ed efficaci.

2. Eccellente durata e resistenza alla corrosione — Il rame è un materiale estremamente durevole con un'eccellente resistenza alla corrosione, che lo rende la scelta ideale per i tubi degli scambiatori di calore. Questa resistenza deriva dalla sua capacità di formare uno strato protettivo di ossido sulla sua superficie, che aiuta a prevenire ulteriore corrosione.

Oltre alla resistenza alla corrosione, il rame offre anche resistenza al biofouling, il che significa che è meno suscettibile all’accumulo di materiale organico sulla sua superficie. Questo perché il rame ha proprietà antimicrobiche che aiutano a inibire la crescita di batteri, funghi e altri microrganismi che possono causare biofouling.

Nel contesto di uno scambiatore di calore, il rame riduce l'accumulo di materiale e il potenziale intasamento che può impedire il corretto trasferimento di calore all'interno dell'unità e peggiorarne le prestazioni nel tempo.

3. Il rame è un metallo prevedibile: Lo stato desiderato per la duttilità dei tubi di rame offre numerosi vantaggi produttivi per le applicazioni con scambiatori di calore. Uno dei più significativi è la capacità di ottenere la precisa tempra del rame, consentendo la massimizzazione della scanalatura interna, che può migliorare le proprietà di trasferimento del calore del tubo.