Parowniki mikrokanałowe (MCE) są szeroko stosowanymi technologiami wymiany ciepła stosowanymi w klimatyzacji samochodowej. Ich niewielka objętość, wysoka wydajność i łatwa konserwacja sprawiają, że są one popularnym wyborem; jednakże są one podatne na nieprawidłową dystrybucję czynnika chłodniczego, co ma poważne konsekwencje dla wydajności cieplnej i należy skutecznie zaradzić temu problemowi poprzez poprawę dystrybucji przepływu w kanałach. Dlatego w tym artykule zbadano eksperymentalnie, w jaki sposób struktury kolektora wpływają na rozkład przepływu w wyparkach mikrokanałowych.
Parowniki mikrokanałowe zależą od reżimu przepływu w kolektorze, aby kontrolować przepływ płynu w środku. Na reżim przepływu w tych mikrokanałach wpływa temperatura płynu, która z kolei jest określana zarówno przez geometrię, jak i siły napięcia powierzchniowego działające na wlot czynnika chłodniczego. Nieprawidłowemu rozkładowi można zapobiec jedynie poprzez minimalizowanie gradientów ciśnienia wzdłuż ich kolektora.
Zaproponowano różne strategie mające na celu zmniejszenie spadku ciśnienia w parowniku poprzez optymalizację dystrybucji cieczy i pary w mikrokanałach. Większość tych strategii opiera się na zmianie charakterystyki przepływu lub geometrii mikrokanalików; chociaż skuteczne, ich zastosowanie jest zwykle ograniczone ze względu na złożoność i koszty kapitałowe; nie dają też kompleksowych rozwiązań problemów związanych z dystrybucją pary w mikrokanałach parownika.
Jednym z najbardziej obiecujących rozwiązań jest zastosowanie parownika mikrokanałowego z pionową orientacją rur i powiększonymi kolektorami, zapewniającymi optymalną wydajność cieplną w różnych warunkach pracy. Wewnętrzny dystrybutor czynnika chłodniczego zapewnia równy wtrysk czynnika chłodniczego przez wieloportowe rurki mikrokanałowe, podczas gdy duże kolektory umożliwiają swobodny drenaż skroplin; ponadto jego pionowe ustawienie zapobiega gromadzeniu się wody na kolektorze dolotowym i ściankach parownika.
Badania wykazały, że parowniki mikrokanałowe mogą odnieść znaczne korzyści dzięki zastosowaniu różnych strategii kontrolowania rozkładu przepływu w mikrokanałach. Jedna z takich strategii polega na zwiększeniu przestrzeni żeberek w celu zmniejszenia spadku ciśnienia po stronie powietrznej wymiennika ciepła; inny wykorzystuje projektowanie kolektorów z równomiernym rozkładem czynnika chłodniczego; wreszcie trzecia modyfikuje obie strategie, zmieniając indywidualnie współczynniki przenikania ciepła po stronie powietrza i czynnika chłodniczego dla każdego mikrokanału.
Przeprowadzono szeroko zakrojone testy porównujące wydajność parownika mikrokanałowego z wydajnością wymiennika ciepła z rurą okrągłą i odkryły, że spadek ciśnienia po stronie powietrza był niższy, gdy wydajność chłodzenia została wyrównana. Następnie opracowali model obliczeniowy umożliwiający przewidywanie tego współczynnika dla mikrokanałowych wymienników ciepła, stwierdzając, że jest on dobrze skorelowany z danymi eksperymentalnymi, co pokazuje, w jaki sposób zastosowanie jednego z nich może obniżyć spadek ciśnienia po stronie powietrza nawet o 27% bez wpływu na wydajność i niezawodność.
SC-1100 388 * 346,7 mm Klimatyzator samochodowy MCHE Cewka skraplacza Mikrokanałowy wymiennik ciepła
SC-1100 388 * 346,7 mm Klimatyzator samochodowy MCHE Cewka skraplacza Mikrokanałowy wymiennik ciepła
Zobacz więcej >>
Zobacz więcej >>
Zobacz więcej >>
Zobacz więcej >>
Zobacz więcej >>
Zobacz więcej >>
Zobacz więcej >>
Zobacz więcej >>
Zobacz więcej >>
Zobacz więcej >>
