新型高效换热管的换热原理.pdfVIP

新型高效换热管的换热原理（节选）

田福生

（江苏兴荣高新科技股份有限公司）

新型高效换热管是采用铜铝材料经过界面冶金结合制造的，这

种复合材料同时具有铜和铝的一些特性。但是否比单体材料性能优

越，我们从金属学和传热学理论分析如下：

新型高效换热管主要用途是空调的蒸发器和冷凝器。而蒸发器

和冷凝器主要结构是由运载制冷剂的载体管材和在其上的铝散热翅

片所构成。散热片选用较高导热系数的材料对提高热传导效率很有帮

助。如铝的导热系数为735KJ/(M.H.K)，铜的导热系数为

1386KJ/(M.H.K)，同样体积的散热片，铜的重量是铝的3倍，而铝的

比热仅为铜的2.3倍。所以在相同体积下，铜散热片可以比铝散热片

容纳更多的热量，升温更慢。同样壁厚的管材，铜不但可以快速带走

制冷剂的温度，自己的温度上升也比铝的缓慢，因此铜更适合做成新

型高效换热管的内表面。铜的瞬间吸热能力比铝合金好，但散热的速

度就较铝合金要慢，这主要是铝的比热比铜高2.3倍的缘故。考虑了

铜和铝这两种材质各自的优缺点，因此新型高效换热管采用了铜铝复

合制造，这种复合管材采用纯铜做为管材内表面金属，而管材外表面

和散热鳍（翅）片采用铝合金。凭借较高的导热系数，铜制内层可以

快速吸收制冷剂释放的热量；铝制外层与可以借助复杂的工艺手段制

成最有利于散热形状的鳍片涨合在一起，铝鳍片提供了较大的储热空

授课：XXX

间并快速释放。铝与铜之间没有任何介质，从微观上看铝和铜的原子

相互连接

授课：XXX

实现了冶金结合，从而彻底避免了传统的铜铝结合产生介面热

阻的弊端，大大提高了产品的热传导能力。

对于铜铝等金属导热材料而言，比热和热传导系数是两个重要

的参数。新型高效换热管的铜铝结构具有比较高的传热能力，首先是

内层铜在短时间内能尽可能多的吸收制冷剂释放的热量，即强大的瞬

间吸热能力，只有具备高热传导系数的金属才能胜任。其次是散热器

本体应当具备足够的储热能力，即较大的热容量，通常承担这个任务

的是铝鳍片。

比热的定义为：单位质量下需要输入多少能量才能使温度上升一

摄氏度，单位为卡/（千克×°C），数值越大代表物体的容热能力越大。

以下是几种常见物质的比热表：

比热表（单位：卡/（千克×℃））

水1000

铝217

3003铝合金207

铁113

铜93

银56

热传导系数的定义为：每单位长度、每K，可以传送多少W的

能量，单位为W/mK。其中W“”指热功率单位，m“”代表长度单位米，

授课：XXX

而K“”为绝对温度单位。该数值越大说明导热性能越好。以下是几种

常见金属的热传导系数表：

授课：XXX

热传导系数表（单位：W/MK）

银429

铜401

金317

铝237

铁