Les propriétés bénéfiques du tube en cuivre de petit diamètre pour les échangeurs de chaleur

Jul 16, 2023

La décarbonisation de l’industrie HVACR sera pleinement visible en 2023. Cela s’explique en grande partie par le fait que les législateurs du monde entier ont fixé des objectifs nets zéro pour le dioxyde de carbone (CO2) rejeté dans l’atmosphère.

Bien qu'il existe plusieurs stratégies pour atteindre des émissions de carbone faibles à nulles, telles que des pratiques de gestion des réfrigérants plus sûres, des systèmes de réfrigération et de CVC efficaces sont essentiels à la gestion de l'énergie et aux coûts d'exploitation des bâtiments résidentiels, commerciaux ou industriels.

L'efficacité énergétique des appareils et équipements de chauffage et de refroidissement n'a cessé d'augmenter ces dernières années, en partie grâce à l'utilisation de tubes en cuivre de plus petit diamètre dans les pompes à chaleur, les climatiseurs et les systèmes de réfrigération.

Cette année, les pompes à chaleur ont dominé la scène avec diverses capacités et capacités à basse température ambiante. Notre équipe a observé que de nombreuses pompes à chaleur ont des tubes en cuivre dans leurs échangeurs de chaleur : certains ⅜ de pouce (9,5 mm), mais surtout 7 mm de diamètre, selon la capacité de l'unité.

De plus, les fabricants conçoivent une nouvelle génération d’échangeurs de chaleur offrant davantage d’avantages par rapport aux conceptions actuelles. Ces nouveaux échangeurs de chaleur sont dotés de tubes en cuivre conçus avec un diamètre encore plus petit (tube en cuivre de 5 mm) que les modèles d'échangeurs de chaleur concurrents, ce qui permet d'obtenir un produit plus performant avec des coefficients de transfert de chaleur interne et externe plus élevés.

Cela dit, comprendre les propriétés bénéfiques des tubes en cuivre de petit diamètre est plus important que jamais, en particulier avec les nouveaux équipements de CVC et d'appareils électroménagers conçus pour les bâtiments écologiques et une meilleure efficacité.

Nous partageons ci-dessous cinq propriétés et caractéristiques bénéfiques des tubes en cuivre de petit diamètre pour échangeurs de chaleur :

Pour un aperçu complet, regardez le webinaire ci-dessous présenté par Optimized Thermal Solutions (OTS), qui couvre les principes fondamentaux des tubes de petit diamètre, les défis et considérations de conception des échangeurs de chaleur, les outils de conception accessibles et peu coûteux, des exemples de cas, et bien plus encore.

1. Conductivité thermique élevée — Le cuivre est connu pour sa conductivité thermique supérieure, environ 400 W/mK. Cette conductivité thermique élevée assure une faible résistance thermique dans la paroi du tube, ce qui facilite le transfert de chaleur entre les surfaces intérieure et extérieure. Lorsqu'un fluide traverse le tube, la chaleur est transférée du fluide à la paroi du tube en raison de la différence de température.

La conductivité thermique élevée du cuivre permet un transfert de chaleur efficace et rapide, garantissant que la température du fluide est maintenue à un niveau constant. Ceci est particulièrement important dans les applications d'échangeurs de chaleur, où le transfert efficace de chaleur est crucial pour le fonctionnement efficace du système.

Dans l’ensemble, la conductivité thermique supérieure des tubes en cuivre en fait un excellent choix pour les échangeurs de chaleur, offrant des propriétés de transfert de chaleur efficaces et efficientes.

2. Excellente durabilité et résistance à la corrosion- Le cuivre est un matériau très durable avec une excellente résistance à la corrosion, ce qui en fait un choix idéal pour les tubes d'échangeurs de chaleur. Cette résistance provient de sa capacité à former une couche protectrice d’oxyde sur sa surface, ce qui contribue à prévenir une corrosion ultérieure.

En plus de la résistance à la corrosion, le cuivre offre également une résistance à l'encrassement biologique, ce qui signifie qu'il est moins sensible à l'accumulation de matières organiques à sa surface. En effet, le cuivre possède des propriétés antimicrobiennes qui aident à inhiber la croissance des bactéries, des champignons et d’autres micro-organismes susceptibles de provoquer un encrassement biologique.

Dans le contexte d'un échangeur de chaleur, le cuivre réduit l'accumulation de matériaux et l'encrassement potentiel qui peuvent empêcher le transfert de chaleur approprié au sein de l'unité et dégrader ses performances au fil du temps.

3. Le cuivre est un métal prévisible — L'état souhaité pour la ductilité des tubes en cuivre offre plusieurs avantages de fabrication pour les applications d'échangeurs de chaleur. L’un des plus importants est la capacité à obtenir un état précis du cuivre, permettant ainsi de maximiser les rainures intérieures, ce qui peut améliorer les propriétés de transfert thermique du tube.