Микроканален топлообменник

Микроканален, известен също като микроканален топлообменник, е топлообменник с еквивалентен диаметър 10-1000 μm. Плоската тръба на топлообменника има десетки малки проточни канали, като двата края на плоската тръба са свързани с кръговия колектор. В колекторната тръба е разположен сепаратор, който разделя пътя на потока на топлообменника на няколко потока.

Тип Режим на обработка на материала Вид
Микроканалните топлообменници могат да бъдат разделени на микроканални топлообменници и широкомащабни микроканални топлообменници според техните размери.

Микро-микроканален топлообменник е вид компактен, лек и ефективен топлообменник, предназначен да отговори на нуждите на развитието на електронната индустрия. Неговите структурни форми включват пластинчат микротоплообменник с напречен поток и порест микротоплообменник със синтерована мрежа.
Мащабният микроканален топлообменник се използва главно в традиционно промишлено охлаждане, оползотворяване на отпадна топлина, автомобилна климатизация, битова климатизация, термопомпени бойлери и т.н. Структурните форми са тръбен радиатор с паралелен поток и триизмерен радиатор с напречен поток. Поради големия външен размер (до 1,2mx4mx25,4mm), хидравличният диаметър на микроканала е под 0.6~1mm, така че се нарича широкомащабен микроканален топлообменник .

Материали
Наличните материали за микро микро канални топлообменници са: полиметилметакрилат, никел, мед, неръждаема стомана, керамика, силиций, Si3N4 и алуминий. Ефективността на топлопренос на единица обем на микроканален топлообменник, използващ никелов материал, е повече от 5 пъти по-висока от тази на съответния полимерен материал, а производителността на топлопренос на единица маса също се увеличава с 50%.
Използвайки меден материал, металната плоча може да бъде обработена в малък и гладък флуиден канал, размерът на перките и дебелината на плочата могат да бъдат точно контролирани, достигайки десетки микрони, а структурата на напречния поток на плочата може да се формира чрез спояване и топлина коефициентът на пренос може да достигне 45MW/(m3·K), което е 20 пъти повече от традиционните компактни топлообменници.
Използването на силиций, Si3N4 и други материали може да бъде произведена структура, по-сложна многослойна структура, чрез процеса на анизотропно ецване може да завърши обработката на нови топлообменници, използването на сандвич и технология за подреждане може да бъде произведено с различни структури и размери , като канала за пирамидалната структура на топлообменника.

Режим на обработка
С подобряването на технологията за микрообработка могат да се обработват ефективни микротоплообменници с дълбочини на каналите на потока, вариращи от няколко микрона до няколкостотин микрона. Такива технологии за микрообработка включват: литография, технология за химическо ецване, литографска технология за електролеене под налягане (LIGA), технология за диамантено рязане, рязане с тел и технология за обработка с йонен лъч. Порест микро топлообменник от синтерована мрежа е направен чрез прахова металургия. Микроканалната обработка в голям мащаб е значително различна от микроканалната обработка в микромащаб, а първата изисква по-ефективна обработка и производствена технология.

Перспектива и предимство на приложението
Микроелектроника и други области на приложение
Областта на микроелектрониката следва бързото развитие на закона на Мур, с непрекъснатото подобряване на транзисторната интеграция, топлинната плътност на високоскоростните електронни устройства е достигнала 5 ~ 10MW/m2, разсейването на топлината се е превърнало в основното "тясно място" на неговото развитие, и замяната на традиционните топлообменни устройства с микроканални топлообменници се превърна в неизбежна тенденция. Следователно микроканалните топлообменници ще имат широки перспективи за приложение в много области като космическото пространство, модерното медицинско лечение, химическото и биологичното инженерство, които са силно зависими от вградената технология и високопроизводителните изчисления.

Приложения за климатици и бойлери
С постепенната зрялост на микроканалната технология за пренос на топлина, индустрията за автомобилни климатици и индустрията за домашни климатици (като Midea) започнаха да произвеждат свързани продукти. За щастие, настоящата индустрия за бойлери с горещ въздух също започна да навлиза в областта на микроканалите. През 2012 г. Guangdong Tongyi Electric Appliance Co., LTD., известна като „създател на въздушна енергия“, разработи микроциклична термопомпена единица. Обяви успешното прилагане на технологията "микро-канал" в индустрията за въздушна енергия, маркирайки индустрията за бойлери за въздушна енергия в ерата на "микро-каналите".

Предимство на приложението
① Икономия на енергия. Енергоспестяването е важен показател за съвременния климатик. С конвенционалните топлообменници е трудно да се произвеждат висококачествени продукти като стандартите за енергийна ефективност клас I, а микроканалните топлообменници ще бъдат най-добрият избор за решаване на проблема.
② Отлична производителност на топлопренос. При битовата климатизация, когато размерът на канала за потока е по-малък от 3 mm, законът за топлопренос на двуфазния поток газ-течност и промяна на фазата ще бъде различен от конвенционалния по-голям размер, колкото по-малък е каналът, толкова по-очевиден е този размерен ефект. Когато вътрешният диаметър на тръбата е толкова малък, колкото 0.5~1mm, коефициентът на конвективен топлопренос може да се увеличи с 50%~100%. Прилагайки тази подобрена технология за пренос на топлина към топлообменник на климатик, се очаква, че преносът на топлина на топлообменник на климатик може да бъде ефективно подобрен и неговата енергоспестяваща вода може да бъде подобрена чрез подходяща промяна на структурата, процеса и подобрени мерки за пренос на топлина на въздушна страна
да
③ Потенциал за промоция. Технологията на микроканалния топлообменник също има потенциала да популяризира бойлери с въздушна енергия в областта на производството на климатици, което може значително да подобри конкурентоспособността на продуктите и устойчивото развитие на предприятията.

В сравнение с конвенционалните топлообменници, микроканалните топлообменници са не само малки по размер, голям коефициент на топлопреминаване, висока ефективност на топлопреминаване и могат да отговарят на по-високи стандарти за енергийна ефективност, но също така имат отлична производителност под налягане, могат да бъдат CO2 като охлаждане на работна среда, в съответствие с изискванията за опазване на околната среда, привлече голямо внимание от академичните среди и индустрията в страната и чужбина. Ключовата технология на микроканалните топлообменници - методът на производство на микроканална тръба с паралелен поток постепенно се развива в Китай, което прави възможно широкомащабното използване на микроканални топлообменници.