Mikrokanálový výmenník tepla

Mikrokanál, tiež známy ako mikrokanálový výmenník tepla, je výmenník tepla s ekvivalentným priemerom 10-1000μm. Plochá rúrka výmenníka tepla má desiatky malých prietokových kanálov a dva konce plochej rúrky sú spojené s kruhovým kolektorom. V kolektorovej rúrke je usporiadaný separátor na oddelenie prietokovej cesty výmenníka tepla do niekoľkých prúdov.

Typ Režim spracovania materiálu Typ
Mikrokanálové výmenníky tepla možno podľa rozmerov rozdeliť na mikrokanálové výmenníky tepla a veľkokapacitné mikrokanálové výmenníky tepla.

Mikro-mikrokanálový výmenník tepla je druh kompaktného, ​​ľahkého a efektívneho výmenníka tepla navrhnutý tak, aby vyhovoval potrebám rozvoja elektronického priemyslu. Jeho štruktúrne formy zahŕňajú doskový krížový mikrovýmenník tepla a porézny mikrovýmenník tepla zo sintrovanej sieťoviny.
Veľkokapacitný mikrokanálový výmenník tepla sa používa hlavne v tradičnom priemyselnom chladení, využití odpadového tepla, automobilovej klimatizácii, domácej klimatizácii, ohrievači vody s tepelným čerpadlom atď. Konštrukcia tvorí paralelný prietokový rúrkový radiátor a trojrozmerný priečny prietokový radiátor. Z dôvodu veľkých vonkajších rozmerov (až 1,2 m x 4 m x 25,4 mm) je hydraulický priemer mikrokanála pod 0,6~1 mm, preto sa nazýva veľkokapacitný mikrokanálový výmenník tepla .

Materiály
Materiály dostupné pre mikro mikrokanálové výmenníky tepla sú: polymetylmetakrylát, nikel, meď, nehrdzavejúca oceľ, keramika, kremík, Si3N4 a hliník. Výkon prenosu tepla na jednotku objemu mikrokanálového výmenníka tepla s použitím niklového materiálu je viac ako 5-krát vyšší ako výkon zodpovedajúceho polymérneho materiálu a výkon prenosu tepla na jednotku hmotnosti je tiež zvýšený o 50 %.
Pomocou medeného materiálu je možné kovovú dosku spracovať do malého a hladkého kanála pre tekutinu, veľkosť rebier a hrúbku dosky možno presne regulovať, dosahujúc desiatky mikrónov, a štruktúru priečneho toku dosky je možné vytvoriť spájkovaním a teplom koeficient prestupu môže dosiahnuť 45 MW/(m3·K), čo je 20-násobok oproti tradičným kompaktným výmenníkom tepla.
Použitím kremíka, Si3N4 a iných materiálov je možné vyrobiť štruktúru zložitejšej viacvrstvovej štruktúry, procesom anizotropného leptania je možné dokončiť spracovanie nových výmenníkov tepla, pomocou sendvičovej a stohovacej technológie je možné vyrobiť rôzne štruktúry a veľkosti ako je kanál pre pyramídovú štruktúru výmenníka tepla.

Režim spracovania
So zdokonalením technológie mikroobrábania je možné spracovávať efektívne mikrovýmenníky tepla s hĺbkami prietokového kanála v rozmedzí od niekoľkých mikrónov do niekoľkých stoviek mikrónov. Medzi takéto technológie mikroobrábania patria: litografia, technológia chemického leptania, litografická technológia elektrocastingového vstrekovania (LIGA), technológia diamantového rezania, rezanie drôtom a technológia spracovania iónovým lúčom. Porézny mikrovýmenník tepla zo sintrovanej siete je vyrobený práškovou metalurgiou. Mikrokanálové spracovanie vo veľkom meradle sa výrazne líši od mikrokanálového spracovania v mikromeradle a prvé si vyžaduje efektívnejšiu technológiu spracovania a výroby.

Perspektíva a výhoda aplikácie
Mikroelektronika a ďalšie oblasti použitia
Oblasť mikroelektroniky sleduje rýchly vývoj Moorovho zákona, s neustálym zlepšovaním integrácie tranzistorov, hustota tepla vysokorýchlostných elektronických zariadení dosiahla 5 ~ 10 MW/m2, rozptyl tepla sa stal hlavným „úzkym miestom“ jeho vývoja, a nahradenie tradičných zariadení na výmenu tepla mikrokanálovými výmenníkmi tepla sa stalo nevyhnutným trendom. Preto budú mať mikrokanálové výmenníky tepla široké uplatnenie v mnohých oblastiach, ako je letectvo, moderné lekárske ošetrenie, chemické a biologické inžinierstvo, ktoré sú vysoko závislé od vstavanej technológie a vysokovýkonnej výpočtovej techniky.

Aplikácie klimatizácie a ohrievača vody
S postupnou zrelosťou technológie mikrokanálového prenosu tepla začali automobilový priemysel klimatizácie a priemysel domácej klimatizácie (ako je Midea) vyrábať súvisiace produkty. Našťastie sa súčasný priemysel teplovzdušných energetických ohrievačov vody začal dostávať aj do oblasti mikrokanálov. V roku 2012 spoločnosť Guangdong Tongyi Electric Appliance Co., LTD., známa ako „tvorca energie vzduchu“, vyvinula mikrocyklovú jednotku tepelného čerpadla. Oznámená úspešná aplikácia technológie „mikrokanálov“ v odvetví vzdušnej energie, čím sa priemysel ohrievačov vody zo vzduchu dostal do éry „mikrokanálov“.

Výhoda aplikácie
① Úspora energie. Úspora energie je dôležitým ukazovateľom dnešnej klimatizácie. Konvenčné výmenníky tepla sa ťažko vyrábajú vysokokvalitné produkty, ako sú normy energetickej účinnosti triedy I, a mikrokanálové výmenníky tepla budú najlepšou voľbou na vyriešenie problému.
② Vynikajúci výkon prenosu tepla. V klimatizácii pre domácnosť, keď je veľkosť prietokového kanála menšia ako 3 mm, zákon o prenose tepla v dvojfázovom prúde plyn-kvapalina a zmene fázy sa bude líšiť od konvenčnej väčšej veľkosti, čím je kanál menší, tým je tento efekt veľkosti zreteľnejší. Keď je vnútorný priemer rúrky malý ako 0,5~1mm, koeficient prestupu tepla konvekciou sa môže zvýšiť o 50%~100%. Aplikáciou tejto vylepšenej technológie prenosu tepla na výmenník tepla klimatizácie sa očakáva, že prenos tepla výmenníka tepla klimatizácie sa môže účinne zvýšiť a jeho energeticky úsporná voda sa môže zlepšiť vhodnou zmenou štruktúry, procesu a zlepšenými opatreniami prenosu tepla na vzduchová strana
Áno.
③ Potenciál propagácie. Technológia mikrokanálových výmenníkov tepla má tiež potenciál podporovať ohrievače vody na báze vzduchu v oblasti výroby klimatizácií, čo môže výrazne zlepšiť konkurencieschopnosť produktov a trvalo udržateľný rozvoj podnikov.

V porovnaní s konvenčnými výmenníkmi tepla sú mikrokanálové výmenníky tepla nielen malé, majú veľký koeficient prenosu tepla, vysokú účinnosť prenosu tepla a môžu spĺňať vyššie normy energetickej účinnosti, ale majú tiež vynikajúci tlakový výkon, môžu byť CO2 ako chladenie pracovných médií v súlade s požiadavkami na ochranu životného prostredia pritiahlo veľkú pozornosť akademickej obce a priemyslu doma aj v zahraničí. Kľúčová technológia mikrokanálových výmenníkov tepla - spôsob výroby mikrokanálových rúrok s paralelným prietokom postupne dozrel v Číne, čo umožňuje rozsiahle využitie mikrokanálových výmenníkov tepla.