EP1851498A1 - Tubes rainures a utilisation reversible pour echangeurs thermiques - Google Patents

Tubes rainures a utilisation reversible pour echangeurs thermiques

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EP1851498A1
EP1851498A1 EP03743918A EP03743918A EP1851498A1 EP 1851498 A1 EP1851498 A1 EP 1851498A1 EP 03743918 A EP03743918 A EP 03743918A EP 03743918 A EP03743918 A EP 03743918A EP 1851498 A1 EP1851498 A1 EP 1851498A1
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EP
European Patent Office
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tubes
ribs
tubes according
ranging
equal
Prior art date
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EP03743918A
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German (de)
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EP1851498B1 (fr
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Pascal Leterrible
Nicolas Avanan
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KME FRANCE Sas
Original Assignee
Trefimetaux SAS
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Publication date
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Publication of EP1851498B1 publication Critical patent/EP1851498B1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/34—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending obliquely
    • F28F1/36—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending obliquely the means being helically wound fins or wire spirals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials

Definitions

  • the invention relates to the field of tubes for heat exchangers, and more particularly to the field of heat exchangers operating in evaporation / condensation and in reversible mode.
  • H / Di between 0.02 and 0.03, H denoting the depth of the grooves (or the height of the ribs), and Di the inside diameter of the groove tube,
  • Japanese application No. 57-58088 describes V-grooved tubes, with H between 0.02 and 0.2 mm, and with an angle ⁇ between 4 and 15 °.
  • Neighboring tubes are described in Japanese application No. 57-58094.
  • Japanese application n ° 52-38663 describes tubes with V or U grooves, with H between 0.02 and 0.2 mm, a pitch P between 0.1 and 0.5 mm and an angle ⁇ between 4 and 15 °.
  • US Patent No. 4,044,797 describes tubes with V or U grooves adjacent to the preceding tubes.
  • the Japanese utility model No. 55-180186 describes tubes with trapezoidal grooves and triangular ribs, with a height H of 0.15 to 0.25 mm, a pitch P of 0.56 mm, an apex angle ⁇ (angle called ⁇ in this document) typically equal to 73 °, an angle ⁇ of 30 °, and an average thickness of 0.44 mm.
  • US Patents 4,545,428 and 4,480,684 describe tubes with V-grooves and triangular ribs, with the height H between 0.1 and 0.6 mm, a pitch P between 0.2 and 0.6 mm, an apex angle ⁇ between 50 and 100 °, a helix angle ⁇ between 16 and 35 °.
  • Japanese patent n ° 62-25959 describes tubes with trapezoidal grooves and ribs, with a groove depth H of between 0.2 and 0.5 mm, a pitch P of between 0.3 and 1.5 mm, the width average of the grooves being at least equal to the average width of the ribs.
  • the pitch P is 0.70 mm and the helix angle ⁇ is 10 °.
  • European patent EP-B 1-701 680 in the name of the applicant, describes grooved tubes, with grooves typically with a flat bottom and with ribs of different height H, of helix angle ⁇ between 5 and 50 °, with an apex angle ⁇ of between 30 and 60 °, so as to obtain better performance after crimping the tubes and mounting in the exchangers.
  • H helix angle
  • ⁇ apex angle
  • the technical and economic performance of the tubes which result from the choice of the combination of means defining the tubes (H, P, ⁇ , ⁇ , form of grooves and ribs, etc.), must satisfy four requirements. concerning:
  • the characteristics relating to heat transfer (heat exchange coefficient), an area in which the grooved tubes are much greater than the non-grooved tubes, so that at equivalent heat exchange, the length of grooved tube required will be less than that of non-grooved tube,
  • the characteristics relating to the mechanical properties of the tubes typically in relation to the nature of the alloys used or with the average thickness of the tubes, thickness which conditions the weight of the tube per unit of length, and therefore influences its price come back.
  • the industrial feasibility of the tubes and the speed of production which conditions the cost price of the tube at the tube manufacturer.
  • the subject of the present invention relates to tubes for exchangers with reversible applications, that is to say tubes or exchangers which can be used with refrigerants with phase change, sometimes in evaporation, sometimes in condensation, that is to say either to cool, for example as air conditioners, or to heat, for example as heating means, typically air or a secondary fluid.
  • the present invention relates to tubes which, not only have an excellent compromise between thermal performance in evaporation mode and in condensing mode of refrigerant, but which, moreover, intrinsically exhibit high performance in both evaporation and '' in condensation.
  • the Applicant has therefore sought tubes and exchangers that are both economical, with a relatively low weight per meter, and high heat exchange performance, both in evaporation and in condensation.
  • the grooved metal tubes of thickness T f at the bottom of the groove, of external diameter De, typically intended for the manufacture of heat exchangers operating in evaporation or in condensation or in reversible mode and using a refrigerant phase change, grooves internally by N helical ribs with apex angle ⁇ , height H, base width L N and helix angle ⁇ , two consecutive ribs being separated by a groove typically with a flat bottom of width LR, with a pitch P equal L R + LN, are characterized in that, a) the external diameter De is between 4 and 20 mm, b) the number N of ribs goes from 46 to 98, depending in particular of the diameter De, c) the height H of the ribs ranges from 0.18 mm to 0.40 mm, depending in particular on the diameter De, d) the apex angle ⁇ such that 15 ° ⁇ ⁇ 30 °, e ) the helix angle
  • the characteristic defined under a) defines the outside diameter range De of tubes in the field of application targeted by the tubes according to the invention.
  • This height H can vary with the diameter of the tube, the tubes of larger diameter preferably having the ribs of greater height.
  • the characteristic under d), relating to the apex angle ⁇ , provides that this angle must be chosen within a relatively narrow range (15 ° - 30 °) and with relatively small apex angle values ⁇ .
  • angle ⁇ is preferable to improve the performance of the heat transfer to reduce the pressure drop and to reduce the weight of the tube / m. It is with trapezoidal ribs that the angle ⁇ can be the smallest.
  • the lower limit is essentially linked to the manufacture of grooved tubes according to the invention in order to maintain a high production rate.
  • the thickness Tf of the tube at the bottom of the groove can vary as a function of the diameter De, so as to have both sufficient mechanical properties, in particular resistance to internal pressure, maximum material saving, and therefore an optimized material cost, and the lowest possible weight per meter.
  • This thickness Tf is 0.28 mm for a tube with a diameter of 9.55 mm De, and 0.35 mm for a tube with a diameter of 12.7 mm De.
  • Figures la and lb are intended to illustrate the meaning of the various parameters used to define the tubes according to the invention.
  • Figure la shows a partial view of a grooved tube (1), in partial section along the axis of the tube, so as to illustrate the helix angle ⁇ .
  • FIG. 1b represents a partial view of a grooved tube (1), in partial section perpendicular to the axis of the tube, so as to illustrate the case of a tube comprising a succession of ribs (2) of height H, ribs of substantially triangular shape, of width LN at the base and of apex angle ⁇ , separated by grooves (3) of substantially trapezoidal shape and of width L R , LR being the distance between two rib grooves.
  • FIG. 2a represents 3 complete ribs (2) and 2 partial ribs, spaced apart by grooves (3), and carries a "200 ⁇ m" scale.
  • Figure 2b shows 2 complete ribs and carries a "100 ⁇ m" scale.
  • Figure 2c shows a single rib (2) and carries a "50 ⁇ m” scale.
  • FIG. 3 represents a partial section of a tube 9.52 mm in diameter De and 0.30 mm in thickness Tf according to the invention.
  • the different curves of FIG. 5 give, on evaporation at 0 ° C of the fluid R22, the exchange coefficient Hi (in W / m 2 .K) on the ordinate as a function of the fluid flow rate G, on the abscissa (in Kg / m 2 .s).
  • Figures 6 and 7 indicate, on the ordinate, the exchange refrigeration power measured in watt of a battery of tubes and fins in function, on the abscissa of the frontal speed of the air circulating between the fins expressed in m / s.
  • FIG. 6 relates to the condensation measurements on the same battery as above, with an air inlet temperature of 23.5 ° C. and a condensation temperature of 36 ° C. of the refrigerant R22.
  • FIG. 7 relates to the evaporation measurements on the same battery, with an inlet temperature of 26.5 ° C, and an evaporation temperature of 6 ° C of the refrigerant R22.
  • Figure 8 is a schematic perspective view of the battery (4) of tubes (1) with fins (5) used for testing.
  • FIG. 9 represents graphically on the ordinate the gain in cooling power in evaporation of the batteries, according to FIG. 7, with a reference air speed of 1.25 m / s, as a function of the Cavallini factor on the abscissa for the different tubes tested: smooth tube S, tube E according to the invention, and tubes A and B according to the state of the art.
  • FIG. 10 is a graph indicating, on the ordinate, the heat exchange coefficient Hi (W / m 2 .K) on tubes in evaporation with the refrigerant R407C, as a function of the weight percentage of vapor in the refrigerant, on the abscissa , the evaporation temperature being 5 ° C.
  • the measurements were made with a heat flow of 12 kW / m 2 and a mass flow of 100 or 200 kg / m 2 .
  • s R407C refrigerant as shown in the figure, on tubes with a diameter of 9.52mm.
  • FIG. 11 is a view of an internal surface portion of a grooved tube according to the invention provided with an axial counter-groove (30), with its schematic representation below.
  • said succession can be an alternation of ribs of height H1 and ribs of height H2 separated by a typically flat groove bottom.
  • the grooved tubes according to the invention do not necessarily include such an alternation of ribs of differentiated height as in FIGS. 2a to 2c, the ribs being able to have substantially the same height.
  • - H ranging from 0.18 to 0.3 mm, - and / or N less than 75, and preferably ranging from 64 to 70.
  • a preferred range of the apex angle ⁇ can range from 20 ° to 28 °, an even more restricted range from 22 ° to 25 ° ensuring the best compromise between the technical performance requirements and those related to the expansion of the tubes with a view to their attachment to the fins of the batteries.
  • a preferred range of the helix angle ⁇ can range from 22 ° to 30 °, an even more restricted range from 25 ° to 28 ° ensuring the best compromise between the technical performance requirements and those related to pressure drop.
  • This angle can vary with the internal diameter Di: it has been found advantageous to have a ratio ⁇ / Di greater than 2.40 mm, and preferably greater than 3 mm.
  • said ribs have a “trapezoid” type profile with a base of width LN and a vertex, connected by lateral edges forming between them said apex angle ⁇ , as illustrated in FIG. 2c, said vertex comprising a part substantially flat central unit, typically parallel to said base, but possibly sloping with respect to said base.
  • said vertex of said rib forming a small side of the trapezium may have rounded or not rounded edges, that is to say with a very small radius of curvature, these edges forming a connection of said vertex to said lateral edges.
  • Said rounded edges may have a radius of curvature typically ranging from 40 ⁇ m to 100 ⁇ m, and preferably ranging from 50 ⁇ m to 80 ⁇ m, as illustrated in FIGS. 2a to 2c. These ranges of radius of curvature correspond to a compromise between the thermal performance of the tubes and the feasibility of the tubes, the tools intended for manufacturing the tubes with the smallest radii of curvature having the most tendency to wear out.
  • the edges are not rounded, as illustrated in FIG. 3, the radius of curvature can typically be less than 50 ⁇ m, and even less than 20 ⁇ m.
  • the said ribs and the said flat bottom of the said grooves can be connected with a radius of curvature less than 50 ⁇ m, and preferably less than 20 ⁇ m. In this case, it seems that there is better separation of the liquid film of refrigerant from the internal wall of the tube, which promotes heat exchange.
  • the tubes according to the invention can have, even in the absence of axial grooving, a Cavallini factor at least equal to 3.1. They can advantageously have a Cavallini factor at least equal to 3.5 and preferably at least equal to 4.0.
  • the Cavallini factor Rx ⁇ 2 (Rx .Rx) which intervenes in the evaluation models of the exchange coefficient, is a purely geometric factor equal to: [[2. NOT . H. (1-Sin ( ⁇ / 2)) / (3.14. Di. Cos ( ⁇ / 2)) + 1] / Cos ⁇ ] ⁇ 2
  • the tubes according to the invention may further comprise an axial grooving (30) creating in said ribs notches of typically triangular profile with rounded apex, said apex having an angle ⁇ ranging from 25 to 65 °, said lower part or top is at a distance h from the bottom of said grooves ranging from 0 to 0.2 mm.
  • Such axial grooving can be obtained once said ribs are formed by passing a grooving wheel in the axial direction.
  • the grooved tubes according to the invention can be made of copper and copper alloys, aluminum and aluminum alloys. These tubes can typically be obtained by grooving tubes, or optionally, by grooving flat with a metal strip and then forming a welded tube.
  • Another object of the invention consists of heat exchangers using tubes according to the invention.
  • These heat exchangers may include heat exchange fins in contact with said tubes on a fraction of said tubes, in which the maximum distance between said fins and said tubes, on the fraction which is not in contact, is less than 0 , 01 mm, and preferably less than 0.005 mm.
  • Another object of the invention is constituted by the use of tubes and exchangers according to the invention, for reversible air conditioners and multitubular exchangers as coolers.
  • the tube "E" of the invention was manufactured according to FIGS. 2a to 2c with a diameter De of
  • Tubes E, A, B, C were manufactured by grooving a smooth copper tube - tube S, while tube D was manufactured by grooving a metal strip flat and then forming a welded tube.
  • Finned batteries according to FIG. 8 were made from these tubes, by placing the tubes in the collars of the fins and then pressing the tube against the edge of the collars by expansion of the tube using a conical mandrel. These batteries form a block of dimensions: 400 mm x 400 mm x 65 mm, with a density of 12 fins per 25.4 mm, the battery comprising 3 rows of 16 tubes, and the refrigerant being R22.
  • Measurement conditions temperature of 0 ° C, tube length of 3 m, flow of 10 to 12 kW / m 2 .K, vapor titer ranging from 0.2 to 0.9, and fluid flow G equal to 200 kg / m 2 .
  • the tubes according to the invention do not only constitute a good compromise of performance in evaporation and in condensation, but also exhibit, in absolute terms, excellent performances compared to the tubes of the state. of the technique used in evaporation and those used in condensation, which is of great interest in practice.
  • the values obtained with the tubes according to the invention correspond to a gain ranging from 3.7 to 6.7% compared to the tubes according to the prior art, taken at same diameter and same thickness Tf, which is considered very important.
  • the tubes according to the invention of type E can advantageously be produced by grooving at a high rate of non-smooth grooved copper tube, typically at a grooving speed close to that used for type B tubes, namely at least 80 m / min.
  • the invention has great advantages.
  • the tubes and batteries obtained according to the invention have high intrinsic performance.
  • the tubes have a relatively low weight per meter, which is very advantageous both from a practical point of view, and from an economic point of view with a relatively low material cost.
  • the tubes according to the invention do not require specific manufacturing means. They can be manufactured with standard equipment and in particular with the usual production rates.

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Abstract

Les tubes métalliques (1) rainurés, de diamítre extérieur De, les dits tubes étant rainurés intérieurement par N nervures hélicoïdales (2) d'angle d'apex alpha, de hauteur H, de largeur de base LN et d'angle d'hélice ß, deux nervures consécutives étant séparées par une rainure (3) à fond plat de largeur LR, avec un pas P égal LR + LN, sont caractérisés en ce que a) De est compris entre 4 et 20 mm, b) le nombre N de nervures va de 46 à 98, c) la hauteur H des nervures va de 0,18 mm à 0,40 mm, d) l'angle d'apex alpha tel que 15º alpha< 30°, e) l'angle d'hélice ß va de 18° à 35°. Ces tubes permettent d'obtenir simultanément un coefficient d'échange thermique élevé en évaporation et en condensation, et une faible perte de charge.

Description

TUBES RAINURES A UTILISATION REVERSIBLE POUR ECHANGEURS THERMIQUES
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne le domaine des tubes pour échangeurs de chaleur, et plus spécialement le domaine des échangeurs de chaleur fonctionnant en évaporation/condensation et en mode réversible.
ETAT DE LA TECHNIQUE
On connaît un grand nombre de documents décrivant la géométrie de tubes rainures utilisés dans les échangeurs de chaleur.
A titre d'exemple, on peut citer la demande de brevet EP-A2-0 148 609 qui décrit des tubes à rainures triangulaires ou trapézoïdales présentant les caractéristiques suivantes :
- un rapport H/Di compris entre 0,02 et 0,03, H désignant la profondeur des rainures (ou la hauteur des nervures), et Di le diamètre intérieur du tube rainure,
- un angle d'hélice β par rapport à l'axe de tube compris entre 7 et 30°,
- un rapport S/H compris entre 0,15 et 0,40, avec S désignant la section transversale de la rainure,
- un angle d'apex α des nervures compris entre 30 et 60°. Ces caractéristiques de tube sont adaptées à des fluides à transition de phase, les performances des tubes étant analysées de manière distincte lors de l' evaporation du fluide et lors de la condensation du fluide.
La demande japonaise n° 57-58088 décrit des tubes à rainures en V, avec H compris entre 0,02 et 0,2 mm, et avec un angle β compris entre 4 et 15°.
Des tubes voisins sont décrits dans la demande japonaise n°57-58094. La demande japonaise n° 52-38663 décrit des tubes à rainures en V ou U, avec H compris entre 0,02 et 0,2 mm, un pas P compris entre 0,1 et 0,5 mm et un angle β compris entre 4 et 15°. Le brevet US n° 4,044,797 décrit des tubes à rainures en V ou U voisins des tubes précédents.
Le modèle d'utilité japonais n°55-180186 décrit des tubes à rainures trapézoïdales et nervures triangulaires, avec une hauteur H de 0,15 à 0,25 mm, un pas P de 0,56 mm, un angle d'apex α (angle appelé θ dans ce document) typiquement égal à 73° , un angle β de 30°, et une épaisseur moyenne de 0,44 mm.
Les brevets US n° 4,545,428 et n°4,480,684 décrivent des tubes à rainures en V et nervures triangulaires, avec la hauteur H comprise entre 0,1 et 0,6 mm, un pas P compris entre 0,2 et 0,6 mm, un angle d'apex α compris entre 50 et 100°, une angle d'hélice β compris entre 16 et 35°.
Le brevet japonais n° 62-25959 décrit des tubes à rainures et nervures trapézoïdales, avec une profondeur de rainure H comprise entre 0,2 et 0,5 mm, un pas P compris entre 0,3 et 1,5 mm, la largeur moyemie des rainures étant au moins égale à la largeur moyenne des nervures. Dans un exemple, le pas P est de 0,70 mm et l'angle d'hélice β est de 10°.
Enfin, le brevet européen EP-B 1-701 680, au nom de la demanderesse, décrit des tubes rainures, avec rainures typiquement à fond plat et avec des nervures de hauteur H différente, d'angle d'hélice β compris entre 5 et 50°, d'angle d'apex α compris entre 30 et 60°, de manière obtenir de meilleures performances après le sertissage des tubes et montage dans les échangeurs. D'une manière générale, les performances techniques et économiques des tubes, qui résultent du choix de la combinaison de moyens définissant les tubes (H, P, α, β, forme des rainures et nervures, etc .), doivent satisfaire à quatre exigences concernant :
- d'une part, les caractéristiques relatives au transfert de chaleur (coefficient d'échange thermique), domaine dans lequel les tubes rainures sont très supérieurs aux tubes non rainures, de sorte qu'à échange thermique équivalent, la longueur de tube rainure nécessaire sera moindre que celle de tube non rainure,
- d'autre part, les caractéristiques relatives aux pertes de charge, de faibles pertes de charge permettant d'utiliser des pompes ou compresseurs de plus faible puissance, encombrement et coût,
- en outre, les caractéristiques relatives aux propriétés mécaniques des tubes, typiquement en relation avec la nature des alliages utilisés ou avec l'épaisseur moyenne des tubes, épaisseur qui conditionne le poids du tube par unité de longueur, et donc influe sur son prix de revient. - enfin, la faisabilité industrielle des tubes et la vitesse de production qui conditionne le prix de revient du tube chez le fabricant de tubes.
PROBLEMES POSES
D'une part, comme cela résulte de l'état de la technique, il y a un grand nombre et une très grande diversité d'enseignements en ce qui concerne les tubes rainures, sachant qu'ils visent généralement l'optimisation de l'échange thermique et la diminution de perte de charge. D'autre part, chacun de ces enseignements offre lui-même le plus souvent une large étendue de possibilités, les paramètres étant généralement définis par des plages de valeurs relativement larges.
Enfin, ces enseignements concernent, quand cela est spécifié, les échanges avec fluide frigorigène, fluide qui, typiquement, s'évapore ou se condense dans le circuit frigorifique, le fluide ayant un comportement différent en evaporation et en condensation. Jusqu'à présent, ces enseignements concernent des tubes rainures pour échangeurs fonctionnant soit en condensation, soit en evaporation. En définitive, l'homme du métier a déjà beaucoup de difficultés pour tirer la quintessence de l'état de la technique, parmi un si grand nombre de données, parfois contradictoires.
L'homme du métier sait par contre qu'un tube typique du commerce, à nervures triangulaires comme représenté à la figure 1, présente typiquement les caractéristiques suivantes : diamètre extérieur De = 12 mm, hauteur de nervure H = 0,25 mm, épaisseur de paroi du tube Tf = 0,35 mm, nombre de nervures N = 65, angle d'hélice β = 15°, angle d'apex α = 55°.
De manière à répondre à une demande du marché, l'objet de la présente invention concerne les tubes pour échangeurs à applications réversibles, c'est à dire des tubes ou échangeurs qui peuvent être utilisés avec des fluides frigorigènes à changement de phase, tantôt en evaporation, tantôt en condensation, c'est-à-dire soit pour refroidir, par exemple comme climatiseurs, soit pour réchauffer, par exemple comme moyens de chauffage, typiquement de l'air ou un fluide secondaire.
Plus particulièrement, la présente invention a pour objet des tubes qui, non seulement présentent un excellent compromis entre les performances thermiques en mode evaporation et en mode condensation de fluide frigorigène, mais qui, de plus, présentent intrinsèquement des performances élevées aussi bien en evaporation qu'en condensation.
La demanderesse a donc recherché des tubes et échangeurs à la fois économiques, avec un poids par mètre relativement peu élevé, et des performances d'échange thermique élevées, à la fois en evaporation et en condensation.
DESCRIPTION DE L'INVENTION Selon l'invention, les tubes métalliques rainures, d'épaisseur Tf en fond de rainure, de diamètre extérieur De, typiquement destinés à la fabrication d'échangeurs de chaleur fonctionnant en evaporation ou en condensation ou en mode réversible et utilisant un fluide frigorigène à changement de phase, rainures intérieurement par N nervures hélicoïdales d'angle d'apex α, de hauteur H, de largeur de base LN et d'angle d'hélice β, deux nervures consécutives étant séparées par une rainure typiquement à fond plat de largeur LR, avec un pas P égal LR + LN , sont caractérisés en ce que, a) le diamètre extérieur De est compris entre 4 et 20 mm, b) le nombre N de nervures va de 46 à 98, en fonction notamment du diamètre De, c) la hauteur H des nervures va de 0,18 mm à 0,40 mm, en fonction notamment du diamètre De, d) l'angle d'apex α tel que 15° < α < 30°, e) l'angle d'hélice β va de 18° à 35°, de manière à obtenir simultanément un coefficient d'échange thermique élevé à la fois en evaporation et en condensation, une faible perte de charge et un tube le plus léger possible et cela sans surcoût de fabrication par rapport aux tubes spécifiques à l' evaporation ou à la condensation.
Suite à ses travaux de recherche, la demanderesse a réussi à résoudre les problèmes posés par la combinaison de moyens et l'ensemble de caractéristiques qui précèdent.
La caractéristique définie sous a) définit la plage de diamètre extérieur De des tubes dans le domaine d'application visé par les tubes selon l'invention.
La caractéristique sous b), relative au nombre N de rainures, et donc au pas P correspondant, spécifie que ce nombre doit être relativement élevé. Les essais de la demanderesse avec des batteries à ailettes ont montré que ce nombre de rainures a une grande influence sur la performance thermique des échangeurs.
Ainsi, par exemple, pour un diamètre de tube De 9,52 mm : - quand le nombre N est inférieur à 46, il a été observé que la performance de l'échangeur chutait considérablement.
- en ce qui concerne la limite supérieure du nombre N, elle est essentiellement d'ordre technologique et pratique, et dépend des possibilités technique de fabrication des tubes rainures, cette limite supérieure varie donc, et augmente avec le diamètre De du tube. Il a été observé sur un tube de 12 mm de diamètre De, qu'un nombre de nervures N de 98 assure une performance thermique élevée de l'échangeur en evaporation et en condensation.
En ce qui concerne la caractéristique sous c), relative à la hauteur H des nervures ou profondeur des rainures, les limites de H résultent des observations suivantes :
- pour des valeurs de H supérieures à 0,40 mm, il a été noté une faisabilité technique moindre, car il n'est pas aisé de fabriquer des nervures de très grande hauteur, et il a été noté en outre une augmentation de la perte de charge, - pour des valeurs de H inférieures à 0,20 mm, il a été noté que la performance d'échange thermique diminue trop et devient insuffisante.
Cette hauteur H peut varier avec le diamètre du tube, les tubes de plus grand diamètre ayant de préférence les nervures de plus grande hauteur.
La caractéristique sous d), relative à l'angle d'apex α, prévoit que cet angle doit être choisi dans une plage relativement étroite (15° - 30°) et avec de valeurs d'angle d'apex α relativement faibles.
D'une part, une faible valeur d'angle α est préférable pour améliorer la performance du transfert de chaleur pour diminuer la perte de charge et pour diminuer le poids du tube / m. C'est avec des nervures trapézoïdales que l'angle α peut être le plus faible.
Cependant, la limite inférieure est essentiellement lié à la fabrication de tubes rainures selon l'invention pour conserver une haute cadence de production.
La caractéristique sous e), relative à l'angle d'hélice β, montre que cet angle doit être au moins égal à 18° pour résoudre les problèmes de l'invention, et au plus égal à 35° à cause de l'augmentation significative des pertes de charge, notamment avec certains fluides frigorigènes, par exemple le fluide frigorigène RI 34a.
En ce qui concerne l'épaisseur Tf du tube en fond de rainure, elle peut varier en fonction du diamètre De, de manière à avoir à la fois des propriétés mécaniques suffisantes, notamment une résistance à la pression interne, une économie de matière maximum, et donc un coût matière optimisé, et un poids au mètre le plus faible possible. Cette épaisseur Tf est de 0,28 mm pour un tube de 9,55 mm de diamètre De, et de 0,35 mm pour un tube de 12,7 mm de diamètre De.
L'ensemble de ces moyens permet de définir une sélection de tubes, tubes spécifiques particulièrement adaptés aux échangeurs avec fluides frigorigènes à changement de phase, de manière à avoir simultanément un coefficient d'échange thermique élevé en evaporation et en condensation, une faible perte de charge et un tube le plus léger possible.
DESCRIPTION DES FIGURES
Les figures la et lb sont destinées à illustrer la signification des différents paramètres utilisés pour définir les tubes selon l'invention.
La figure la représente une vue partielle d'un tube rainure (1), en coupe partielle selon l'axe du tube, de manière à illustrer l'angle d'hélice β.
La figure lb représente une vue partielle d'un tube rainure (1), en coupe partielle perpendiculairement à l'axe du tube, de manière à illustrer le cas d'un tube comprenant une succession de nervures (2) de hauteur H, nervures de forme sensiblement triangulaire, de largeur LN à la base et d'angle d'apex α, séparées par des rainures (3) de forme sensiblement trapézoïdale et de largeur LR, LR étant la distance entre deux rainures nervures. Ce tube a une épaisseur Tf, un diamètre extérieur De, un diamètre intérieur Di et un pas P égal LR + LN- Les figures 2a à 2c sont des coupes partielles d'un tube de 8 mm de diamètre De et de 0,26 mm d'épaisseur Tf, selon un exemple de réalisation de l'invention, dans lequel les nervures forment une alternance de nervures trapézoïdales de hauteur Hl et de hauteur H2 < Hl, à différentes échelles. La figure 2a représente 3 nervures (2) complètes et 2 nervures partielles, espacées par des rainures (3), et porte une échelle "200 μm".
La figure 2b représente 2 nervures complètes et porte une échelle "100 μm". La figure 2c représente 1 seule nervure (2) et porte une échelle "50 μm".
La figure 3 représente une coupe partielle d'un tube de 9,52 mm de diamètre De et de 0,30 mm d'épaisseur Tf selon l'invention.
Les différentes courbes de la figure 4 donnent, en condensation à 30°C avec fluide R22, le coefficient d'échange Hi (en W/m2.K) en ordonnée en fonction du débit de fluide G, en abscisse (en Kg/m2.s).
Les différentes courbes de la figure 5 donnent, en evaporation à 0°C du fluide R22, le coefficient d'échange Hi (en W/m2.K) en ordonnée en fonction du débit de fluide G, en abscisse (en Kg/m2.s).
Ces courbes correspondent à une tube selon l'invention - noté E selon la figure 3, et à des tubes de l'état de la technique notés "A", "C", "D" et "S", tous ces tubes étant de même diamètre extérieur De = 9,52 mm. Voir les exemples de réalisation.
Les figures 6 et 7 indiquent, en ordonnée, la puissance frigorifique d'échange mesurée en watt d'une batterie de tubes et d'ailettes en fonction, en abscisse de la vitesse frontale de l'air qui circule entre les ailettes exprimée en m/s.
Ces courbes correspondent à une tube selon l'invention - noté E, selon les figures 2a à 2c, et à des tubes de l'état de la technique notés "A", "B" et "S", tous ces tubes étant de même diamètre extérieur De = 8,00 mm. Voir les exemples de réalisation. La batterie (4), schématisée sur la figure 8, est formée de tubes (1) de De = 9,52 mm et forme un bloc de dimensions : 400 mm x 400 mm x 65 mm, avec une densité de 12 ailettes (5) par 25,4 mm, la batterie (4) comprenant 3 rangées de 16 tubes rainures (1), et le fluide frigorigène étant le R22.
La figure 6 est relative aux mesures en condensation sur la même batterie que précédemment, avec une température d'entrée d'air de 23,5°C et une température de condensation de 36°C du fluide frigorigène R22.
La figure 7 est relative aux mesures en evaporation sur la même batterie, avec une température d'entrée de 26,5°C, et une température d'évaporation de 6°C du fluide frigorigène R22.
La figure 8 est une vue schématique en perspective de la batterie (4) de tubes (1) avec ailettes (5) ayant servi aux tests.
La figure 9 représente graphiquement en ordonnée le gain de puissance frigorifique en evaporation des batteries, selon la figure 7, avec une vitesse d'air de référence de 1,25 m/s, en fonction du facteur de Cavallini en abscisse pour les différents tubes testés : tube lisse S, tube E selon l'invention, et tubes A et B selon l'état de la technique.
La figure 10 est un graphique indiquant, en ordonnée, le coefficient d'échange thermique Hi (W/m2.K) sur tubes en evaporation avec le fluide frigorigène R407C, en fonction du pourcentage pondéral de vapeur dans le fluide frigorigène, en abscisse, la température d'évaporation étant de 5°C. Les mesures ont été faites avec un flux de chaleur de 12 kW/m2 et un débit massique de 100 ou 200 kg/m2. s de fluide frigorigène R407C, comme indiqué sur la figure, sur des tubes de diamètre De égal à 9,52mm.
La figure 11 est une vue d'une portion de surface interne d'un tube rainure selon l'invention doté d'une contre-rainure axiale (30), avec, au-dessous, sa représentation schématique.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Selon une modalité de l'invention illustrée sur les figures 2a à 2c, lesdites nervures peuvent former une succession de nervures de hauteur H1=H et de hauteur H2 = a.Hl, avec a compris entre 0,6 et 0,9, et de préférence compris entre 0,70 et 0,85, la valeur de a étant voisine de 0,75 sur les figures 2a à 2c. Typiquement, et comme illustré sur ces figures, ladite succession peut être une alternance de nervures de hauteur Hl et de nervures de hauteur H2 séparées par un fond de rainure typiquement plat.
Cependant, comme illustré sur la figure 3, les tubes rainures selon l'invention ne comprennent pas nécessairement une telle alternance de nervures à hauteur différencié comme sur les figures 2a à 2c, les nervures pouvant avoir sensiblement la même hauteur.
Typiquement, dans le cas de tubes de 9,52 mm de diamètre De, on peut avoir :
- H allant de 0,18 à 0,3 mm, - et/ou N inférieur à 75, et allant de préférence de 64 à 70.
De même, lorsque De est au moins égal à 9,55 mm, on peut avoir :
- H allant de 0,25 à 0,40 mm,
- N allant de 70 à 98.
En ce qui concerne l'angle d'apex α, une plage préférée de l'angle d'apex α peut aller de 20° à 28°, une plage encore plus restreinte allant de 22° à 25° assurant le meilleur compromis entre les exigences en matière de performance technique et celles liées à l'expansion des tubes en vue de leur solidarisation aux ailettes des batteries.
En ce qui concerne l'angle d'hélice β, une plage préférée de l'angle d'hélice β peut aller de 22° à 30°, une plage encore plus restreinte allant de 25° à 28° assurant le meilleur compromis entre les exigences en matière de performance technique et celles liées à la perte de charge. Cet angle peut varier avec le diamètre intérieur Di : il a été trouvé avantageux d'avoir un rapport β/Di supérieur à 2,40 mm, et de préférence supérieur à 3 mm. De préférence, lesdites nervures ont un profil de type "trapèze" avec une base de largeur LN et un sommet, raccordés par des bords latéraux faisant entre eux ledit angle d'apex α, comme illustré sur la figure 2c, ledit sommet comprenant une partie centrale sensiblement plate, typiquement parallèle à ladite base, mais éventuellement en pente par rapport à ladite base.
Quelle que soit le cas, ledit sommet de ladite nervure formant un petit côté du trapèze peut présenter des bords arrondis ou non, c'est-à-dire à très faible rayon de courbure, ces bords formant un raccordement dudit sommet audits bords latéraux. Lesdits bords arrondis peuvent présenter un rayon de courbure allant typiquement de 40μm à 100 μm, et allant de préférence de 50 μm à 80μm, comme illustré sur les figures 2a à 2c. Ces plages de rayon de courbure correspondent à un compromis entre les performances thermiques des tubes et la faisabilité des tubes, les outils destinés à fabriquer les tubes avec les plus petits rayons de courbure ayant le plus tendance à s'user. Lorsque les bords ne sont pas arrondis, comme illustré sur la figure 3, le rayon de courbure peut être typiquement inférieur à 50 μm, et même inférieur à 20 μm.
Selon l'invention, la largeur LR du fond plat de ladite rainure et la largeur LN de la base de ladite nervure peuvent être telles que LR = b.L avec b allant de 1 à 2, et de préférence de 1,1 à 1,8, de manière à avoir un tube présentant un poids par mètre relativement bas.
Typiquement, et comme illustré sur les figures 2a à 2c et 3, les dites nervures et ledit fond plat des dites rainures peuvent se raccorder avec un rayon de courbure inférieur à 50 μm, et de préférence inférieur à 20 μm. Dans ce cas, il semble qu'il y ait un meilleur décollement du film liquide de fluide frigorigène de la paroi interne du tube, ce qui favorise l'échange thermique.
Les tubes selon l'invention peuvent présenter, même en l'absence de rainurage axial, un facteur de Cavallini au moins égal à 3,1. Ils peuvent présenter avantageusement un facteur de Cavallini au moins égal à 3,5 et de préférence au moins égal à 4,0. Le facteur de Cavallini RxΛ2 (Rx .Rx) qui intervient dans les modèles d'évaluation du coefficient d'échange, est un facteur purement géométrique égal à : [ [2 . N . H . (1-Sin (α/2)) / (3,14 . Di . Cos (α/2)) + 1] / Cos β ] Λ2
De manière à augmenter encore le facteur de Cavallini, et comme illustré sur la figure 11, les tubes selon l'invention peuvent comprendre en outre un rainurage axial (30) créant dans lesdites nervures des encoches à profil typiquement triangulaire à sommet arrondi, ledit sommet présentant un angle γ allant de 25 à 65°, ladite partie inférieure ou sommet est à une distance h du fond desdites rainures allant de 0 à 0,2 mm. Un tel rainurage axial peut être obtenu une fois formées lesdites nervures par passage d'une molette de rainurage dans le sens axial.
Les tubes rainures selon l'invention peuvent être en cuivre et alliages de cuivre, aluminium et alliages d'aluminium. Ces tubes peuvent être obtenus typiquement par rainurage de tubes, ou éventuellement, par rainurage à plat d'une bande métallique puis formation d'un tube soudé.
Un autre objet de l'invention est constitué par les échangeurs de chaleur utilisant des tubes selon l'invention. Ces échangeurs de chaleur peuvent comprendre des ailettes d'échange thermique en contact avec lesdits tubes sur une fraction desdits tubes, dans lesquels la distance maximale entre lesdites ailettes et lesdits tube, sur la fraction qui n'est pas en contact, est inférieure à 0,01 mm, et de préférence inférieure à 0,005 mm.
Un autre objet de l'invention est constitué par l'utilisation de tubes et d' échangeurs selon l'invention, pour climatiseurs réversibles et échangeurs multitubulaires comme refroidisseurs.
EXEMPLES DE REALISATION I - Fabrication des tubes :
Les essais ont été réalisés sur tubes de cuivre de 8,0 mm ou de 9,52 mm de diamètre extérieur.
On a fabriqué le tube "E" de l'invention selon les figures 2a à 2c avec un diamètre De de
8,0 mm, et selon la figure 3 avec un diamètre De de 9,52 mm, ainsi que des tubes comparatifs "S" ou lisse, "C", "D", qui présentent un angle d'hélice β élevé (au moins égal à 20°), destinés à la condensation selon l'état de la technique, et des tubes comparatifs "A" et "B", qui présentent un angle d'apex α élevé (au moins égal à 40°) et un angle d'hélice β faible (au plus égal à 18°), destinés à l'évaporation selon l'état de la technique.
Les tubes E, A, B, C ont été fabriqués par rainurage d'un tube de cuivre lisse - tube S, alors que la tube D a été fabriqué par rainurage à plat d'une bande métallique puis formation d'un tube soudé.
Un certain nombre d'essais ont été réalisés sur des tubes de cuivre de 9,52 mm de diamètre extérieur De. Ces tubes présentent les caractéristiques suivantes :
* 72 nervures principales d'angle d'hélice β égal à + 20° entrecoupées de rainures secondaires inclinées d'un angle de - 20° par rapport à l'axe du tube, la profondeur des rainures étant sensiblement égale à la hauteur des nervures principales. Un certain nombre d'autres essais ont été réalisés sur des tubes de cuivre de 8,0 mm de diamètre extérieur. Ces tubes présentent les caractéristiques suivantes :
II - Fabrication de batteries ou échangeurs :
On a fabriqué des batteries à ailettes selon la figure 8 à partir de ces tubes, en plaçant les tubes dans les collets des ailettes puis en plaquant le tube contre le rebord des collets par expansion du tube à l'aide d'un mandrin conique. Ces batteries forment un bloc de dimensions : 400 mm x 400 mm x 65 mm, avec une densité de 12 ailettes par 25,4 mm, la batterie comprenant 3 rangées de 16 tubes, et le fluide frigorigène étant le R22.
III - Résultats obtenus :
Les figures 4 à 7, et 9 à 10 illustrent les différents résultats de l'invention. III-l Résultats obtenus sur tubes :
A) Résultats obtenus en condensation avec fluide frigorigène R22 sur tubes de De égal à 9,52 mm :
Coefficient* 6850 4950 6300 6000 2850 d'échange Hi +/-50 +/-50 +/-50 +/-50 +/-50 moyen
* Coefficient d'échange Hi en W/m .K pour un débit de fluide G égal à 350 Kg/m2. s. Conditions de mesure : température de 30°C, longueur du tube de 6 m, et débit de fluide G égal à 350 kg/m .s ** en Pa/m mesurée pour un débit de fluide G égal à 350 kg/m2.s
B) Résultats obtenus en evaporation avec fluide frigorigène R22 sur tubes de De égal à 8,0 mm :
TUBES => E B A Propriétés Fig. 2a
Poids g/ m 66 68 66
Perte de 6700 8000 7000 5800 charge dP** +/-100 +/-100 +/-100 +/-100
Facteur 3,13 3,02 2,68 1 Cavallini
Coefficient* 10500 9500 8500 4500 d'échange Hi +/-100 +/-100 +/-100 +/-100 moyen
* Coefficient d'échange H i en W/m .K pour un débit de fluide G égal à 200 Kg/m .s.
Conditions de mesure : température de 0°C, longueur du tube de 3 m, flux de 10 à 12 kW/m2.K, titre en vapeur allant de 0,2 à 0,9, et débit de fluide G égal à 200 kg/m2. s ** en Pa/m mesurée pour un débit de fluide G égal à 200 kg/m2. s
C) Résultats obtenus en evaporation avec fluide frigorigène R407C sur tubes de De égal à 9,52 mm :
Conditions des mesures : température de 5°C et flux de 12 kw/m2.K. Voir figure 10. * Coefficient d'échange Hi en W/m2.K et perte de charge dP en Pa/m prises à un débit de fluide G égal à 100 Kg/m2.s et avec un titre moyen de vapeur de 0,6. ** Coefficient d'échange Hi en W/m2.K et perte de charge dP en Pa/m prises à un débit de fluide G égal à 200 Kg/m2. s et avec un titre moyen de vapeur de 0,3.
III - 2 Résultats obtenus sur batteries :
* pour une vitesse frontale de l'air prise égale à 2,8 m/s. ** pour une vitesse frontale de l'air prise égale à 1,5 m/s IV - Conclusions :
Tous ces résultats montrent que les tubes et échangeurs ou batteries de tubes selon l'invention présentent des propriétés supérieures aux produits analogues de l'état de la technique, à la fois en evaporation et en condensation.
En conséquence, et de manière surprenante, les tubes selon l'invention ne constituent pas seulement un bon compromis de performances en evaporation et en condensation, mais présentent aussi, dans l'absolu, d'excellentes performances par rapport aux tubes de l'état de la technique utilisés en evaporation et ceux utilisés en condensation, ce qui est d'un grand intérêt en pratique.
En outre, en ce qui concerne le poids au mètre, les valeurs obtenues avec les tubes selon l'invention correspondent à un gain allant de 3,7 à 6,7 % par rapport aux tubes selon l'état de la technique, pris à même diamètre et à même épaisseur Tf , ce qui est considéré comme très important. Enfin, les tubes selon l'invention de type E peuvent être fabriqués avantageusement par rainurage à haute cadence de tube de cuivre non rainure lisse, typiquement à une vitesse de rainurage voisine de celle utilisée pour les tubes de type B, à savoir au moins 80 m/min.
AVANTAGES DE L'INVENTION
L'invention présente de grands avantages.
En effet, d'une part, les tubes et batteries obtenus selon l'invention présentent des performances intrinsèques élevées.
D'autre part, ces performances sont élevées à la fois en evaporation et en condensation, ce qui permet l'utilisation d'un même tube pour ces deux applications. En outre, les tubes sont d'un poids au mètre relativement faible, ce qui est très avantageux à la fois d'un point de vue pratique, et du point de vue économique avec un coût matière relativement bas. Enfin, les tubes selon l'invention ne nécessitent pas de moyens de fabrication spécifiques. Ils peuvent être fabriqués avec les équipements standards et notamment avec les cadences de production habituelles.
LISTE DES REPERES
Tube rainure 1
Nervure 2
Rainure 3 Rainure axiale 30
Batterie 4
Ailette 5

Claims

REVENDICATIONS
1. Tubes métalliques (1) rainures, d'épaisseur Tf en fond de rainure, de diamètre extérieur De, typiquement destinés à la fabrication d' échangeurs de chaleur fonctionnant en evaporation ou en condensation ou en mode réversible et utilisant un fluide frigorigène à changement de phase, les dits tubes étant rainures intérieurement par N nervures hélicoïdales (2) d'angle d'apex α, de hauteur H, de largeur de base L et d'angle d'hélice β, deux nervures consécutives étant séparées par une rainure (3) typiquement à fond plat de largeur LR, avec un pas P égal LR + L , caractérisés en ce que, a) le diamètre extérieur De est compris entre 4 et 20 mm, b) le nombre N de nervures va de 46 à 98, en fonction notamment du diamètre De, c) la hauteur H des nervures va de 0,18 mm à 0,40 mm, en fonction notamment du diamètre De, d) l'angle d'apex α tel que 15° < α < 30°, e) l'angle d'hélice β va de 18° à 35°, de manière à obtenir simultanément un coefficient d'échange thermique élevé en evaporation et en condensation, une faible perte de charge et un tube le plus léger possible.
2. Tubes selon la revendication 1 dans lesquels lesdites nervures forment une succession de nervures de hauteur H1=H et de hauteur H2 = a.Hl, avec a compris entre 0,6 et 0,9,
3. Tubes selon une quelconque des revendications 1 à 2 dans lesquels ladite succession est une alternance de nervures de hauteur Hl et de nervures de hauteur H2 séparées par un fond de rainure typiquement plat.
4. Tubes selon une quelconque des revendications 1 à 3 dans lesquels, lorsque De est inférieur ou égal à 9,55 mm, on a : - H allant de 0,18 à 0,3 mm, et de préférence de 0,20 à 0,25 mm, - et/ou N inférieur à 75, et allant de préférence de 64 à 70.
5. Tubes selon une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel, lorsque De est au moins égal à 9,55 mm, on a :
- H allant de 0,25 à 0,40 mm, - N allant de 70 à 98.
6. Tubes selon une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel l'angle d'apex α va de 20° à 28°.
7. Tubes selon la revendication 6 dans lequel l'angle d'apex α va de 22° à 25°.
8. Tubes selon une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel l'angle d'hélice β va de 22° à 30°.
9. Tubes selon une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel l'angle d'hélice β va de 25° à 28°.
10. Tubes selon une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel lesdites nervures ont un profil de type "trapèze" avec une base et un sommet, ledit sommet comprenant une partie centrale sensiblement plate, et éventuellement en pente par rapport à ladite base.
11. Tubes selon la revendication 10 dans lequel le sommet de ladite nervure formant un petit côté du trapèze présente des bords arrondis.
12. Tubes selon la revendication 11 dans lesquels ledit sommet arrondi ou lesdits bords arrondis présentent un rayon de courbure allant typiquement de 40 μm à 100 μm, et de préférence de 50 μm à 80 μm.
13. Tubes selon une quelconque des revendications 1 à 12 dans lesquels la largeur LR du fond plat de ladite rainure et la largeur LN de la base de ladite nervure sont tels que LR = b.LN avec b allant de 1 à 2, et de préférence de 1,10 à 1,8.
14. Tubes selon une quelconque des revendications 1 à 13 dans lesquels lesdites nervures et ledit fond plat desdites rainures se raccordent avec un rayon de courbure typiquement inférieur à 50 μm, et de préférence inférieur à 20 μm.
15. Tubes selon une quelconque des revendications 1 à 14 présentant un facteur de Cavallini au moins égal à 3 , 1.
16. Tubes selon la revendication 15 dans lequel le facteur de Cavallini est au moins égal à 3,5 et de préférence au moins égal à 4,0.
17. Tubes selon une quelconque des revendications 1 à 16 qui comprennent en outre un rainurage axial créant dans lesdites nervures des encoches à profil typiquement triangulaire à sommet arrondi, ledit sommet présentant un angle γ allant de 25 à 65°, ladite partie inférieure ou sommet est à une distance h du fond desdites rainures allant de 0 à 0,2 mm.
18. Tubes selon une quelconque des revendications 1 à 17 en cuivre et alliages de cuivre, aluminium et alliages d'aluminium.
19. Tubes selon une quelconque des revendications 1 à 18 obtenus typiquement par
rainurage de tubes, ou éventuellement, par rainurage à plat d'une bande métallique puis formation d'un tube soudé.
20. Echangeurs de chaleur utilisant des tubes selon une quelconque des revendications l à 19.
21. Utilisation de tubes selon une quelconque des revendications 1 à 19 et d'échangeurs selon la revendication 20, pour climatiseurs réversibles et échangeurs multitubulaires comme refroidisseurs.
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