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Nella progettazione e installazione di sistemi di condizionamento dell'aria centrale, gli ingegneri spesso prestano maggiore attenzione a parametri espliciti come l'energia del compressore e l'area dello scambiatore di calore, ma ignorano il parametro apparentemente semplice del raggio di flessione del tubo di condizionamento dell'aria. In effetti, il raggio minimo di flessione del Tubo di condizionamento dell'aria di tipo C colpisce direttamente l'efficienza operativa del sistema di refrigerazione. I dati di ricerca dell'American Society of Refrigeration and Air Conditioning Engineers (ASHRAE) mostrano che un raggio di flessione che supera lo standard può causare un calo del 12-15% nell'efficienza di refrigerazione.
1. La doppia minaccia di resistenza ai fluidi e perdita di energia
Quando il raggio di flessione del tubo è inferiore al valore specificato del produttore, l'area della sezione trasversale del canale di flusso del refrigerante viene improvvisamente ridotta. Prendendo il refrigerante R410A come esempio, in un tubo φ12,7 mm, quando il raggio di flessione è ridotto da 150 mm a 100 mm, il coefficiente di resistenza a flusso locale aumenterà da 0,35 a 0,82. Questa deformazione geometrica non solo provoca una distribuzione disordinata della portata del refrigerante, ma innesca anche un significativo effetto Venturi, con conseguente separazione di variazione di fase del refrigerante nella sezione di flessione.
La simulazione della meccanica fluida mostra che per ogni curva aggiuntiva non standard, la perdita di pressione del sistema aumenterà di 0,05-0,08 milioni. Ciò significa che il compressore deve consumare un ulteriore 7% -10% dell'energia per mantenere la differenza di pressione impostata, che si riflette direttamente nella bolletta dell'elettricità. L'aumento del consumo di energia può raggiungere 8,6 kWh/giorno (calcolato in base a un'unità da 30 kW).
2. Reazione a catena causata dalla fatica del materiale
Un raggio di flessione troppo piccolo costringerà lo strato intrecciato in metallo del tubo a sottoporsi a deformazione plastica. Lo standard giapponese JIS B 8607 richiede che il tubo di tipo C debba mantenere oltre l'85% del valore iniziale della pressione di scoppio dopo la flessione. Gli esperimenti hanno dimostrato che quando il raggio di flessione è inferiore a 5 volte il diametro del tubo, le microcrack appariranno nello strato composito di rame-alluminio e la permeabilità del refrigerante può salire a 3 volte il valore ammissibile entro tre mesi.
Questo danno materiale ha un effetto cumulativo. I dati di tracciamento in loco di una certa marca di sistema multi-split mostrano che la probabilità di perdite di refrigerante in tubi piegati illegalmente entro due anni è di 6,3 volte quello delle installazioni standard e l'aumento di temperatura causato da ogni chilogrammo di perdita di refrigerante può raggiungere 1,2-1,5 ℃.
3. Percorso tecnico per l'ottimizzazione ingegneristica
La certificazione US UL richiede che il raggio di flessione debba essere mantenuto almeno 6 volte il diametro del tubo durante l'installazione. Questo valore deriva dai risultati completi dei calcoli della meccanica dei fluidi e dei test di affaticamento del materiale. L'uso dei gomiti prefabbricati anziché la flessione in loco può ridurre la perdita di pressione del 40%. Per le condizioni di lavoro in cui sono necessarie piccole curve di raggio, si consiglia di utilizzare uno speciale bender con una piastra guida, la cui struttura di guida a spirale può controllare la perdita di pressione entro 1,2 volte il valore standard.
Dopo l'installazione, il rilevamento delle perdite di spettrometria di massa elio dovrebbe concentrarsi sulla parte di flessione e la specifica richiede una velocità di perdita di ≤1 × 10^-6 pa · m³/s. I dati misurati di un progetto di data center mostrano che una rigorosa implementazione dello standard del raggio di flessione può aumentare il rapporto medio di efficienza energetica annuale del sistema di 0,38 e abbreviare il periodo di rimborso degli investimenti a 16 mesi.
Il controllo del raggio di flessione dei tubi di condizionamento dell'aria è essenzialmente un intervento attivo nel processo di aumento dell'entropia. Nel contesto degli obiettivi a doppio carbonio, questo dettaglio ingegneristico apparentemente minore contiene effettivamente un significativo potenziale di risparmio energetico. La costruzione standardizzata non è solo correlata alla durata dell'attrezzatura, ma anche a un fulcro tecnico chiave per raggiungere la refrigerazione verde. Quando spostiamo la nostra attenzione dall'ampio impilamento dei parametri al design raffinato, potremmo essere in grado di trovare una svolta nel migliorare l'efficienza energetica a micro scala del raggio di flessione.
