Mikrokanal-Wärmetauscher

Mikrokanal, auch Mikrokanal-Wärmetauscher genannt, ist ein Wärmetauscher mit einem Äquivalentdurchmesser von 10-1000μm. Das Flachrohr des Wärmetauschers verfügt über Dutzende kleiner Strömungskanäle und die beiden Enden des Flachrohrs sind mit dem kreisförmigen Kollektor verbunden. Im Kollektorrohr ist ein Abscheider angeordnet, der den Strömungsweg des Wärmetauschers in mehrere Ströme aufteilt.

Typ Materialverarbeitungsmodus Typ
Mikrokanal-Wärmetauscher können entsprechend ihrer Abmessungen in Mikrokanal-Wärmetauscher und großflächige Mikrokanal-Wärmetauscher unterteilt werden.

Der Mikro-Mikrokanal-Wärmetauscher ist eine Art kompakter, leichter und effizienter Wärmetauscher, der den Anforderungen der Entwicklung der Elektronikindustrie gerecht wird. Seine Strukturformen umfassen Platten-Kreuzstrom-Mikrowärmetauscher und poröse Mikrowärmetauscher mit gesintertem Netz.
Der große Mikrokanal-Wärmetauscher wird hauptsächlich in der traditionellen industriellen Kühlung, Abwärmenutzung, Automobilklimatisierung, Haushaltsklimatisierung, Wärmepumpen-Warmwasserbereiter usw. eingesetzt. Die Strukturformen sind Parallelrohrkühler und dreidimensionaler Kreuzstromkühler. Aufgrund der großen Außengröße (bis zu 1,2 m x 4 m x 25,4 mm) liegt der hydraulische Durchmesser des Mikrokanals unter 0,6–1 mm, weshalb er als großer Mikrokanal-Wärmetauscher bezeichnet wird .

Materialien
Die für Mikro-Mikrokanal-Wärmetauscher verfügbaren Materialien sind: Polymethylmethacrylat, Nickel, Kupfer, Edelstahl, Keramik, Silizium, Si3N4 und Aluminium. Die Wärmeübertragungsleistung pro Volumeneinheit des Mikrokanal-Wärmetauschers mit Nickelmaterial ist mehr als fünfmal höher als die des entsprechenden Polymermaterials, und die Wärmeübertragungsleistung pro Masseneinheit wird ebenfalls um 50 % erhöht.
Unter Verwendung von Kupfermaterial kann die Metallplatte zu einem kleinen und glatten Flüssigkeitskanal verarbeitet werden, die Rippengröße und Plattendicke können genau gesteuert werden und erreichen mehrere zehn Mikrometer, und die Plattenquerstromstruktur kann durch Hartlöten und Hitze gebildet werden Der Übertragungskoeffizient kann 45 MW/(m3·K) erreichen, was dem 20-fachen des Werts herkömmlicher Kompaktwärmetauscher entspricht.
Durch die Verwendung von Silizium, Si3N4 und anderen Materialien können komplexere Mehrschichtstrukturen hergestellt werden. Durch den anisotropen Ätzprozess kann die Verarbeitung neuer Wärmetauscher abgeschlossen werden. Durch den Einsatz von Sandwich- und Stapeltechnologie können verschiedene Strukturen und Größen hergestellt werden , wie zum Beispiel der Kanal für die Pyramidenstruktur des Wärmetauschers.

Verarbeitungsmodus
Mit der Verbesserung der Mikrobearbeitungstechnologie können effiziente Mikrowärmetauscher mit Strömungskanaltiefen von wenigen Mikrometern bis zu mehreren hundert Mikrometern bearbeitet werden. Zu diesen Mikrobearbeitungstechnologien gehören: Lithographie, chemische Ätztechnologie, Lithographie-Elektroguss-Spritzgusstechnologie (LIGA), Diamantschneidetechnologie, Drahtschneiden und Ionenstrahlverarbeitungstechnologie. Der poröse Mikrowärmetauscher aus gesintertem Netz wird durch Pulvermetallurgie hergestellt. Die Mikrokanalverarbeitung im großen Maßstab unterscheidet sich erheblich von der Mikrokanalverarbeitung im Mikromaßstab und erfordert eine effizientere Verarbeitungs- und Fertigungstechnologie.

Anwendungsaussichten und Vorteile
Mikroelektronik und andere Anwendungsgebiete
Der Bereich der Mikroelektronik folgt der rasanten Entwicklung des Mooreschen Gesetzes. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Transistorintegration hat die Wärmedichte elektronischer Hochgeschwindigkeitsgeräte 5 bis 10 MW/m2 erreicht, und die Wärmeableitung ist zum größten „Flaschenhals“ seiner Entwicklung geworden. und der Ersatz herkömmlicher Wärmetauscher durch Mikrokanal-Wärmetauscher ist zu einem unvermeidlichen Trend geworden. Daher werden Mikrokanal-Wärmetauscher breite Anwendungsaussichten in vielen Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt, der modernen medizinischen Behandlung sowie der chemischen und biologischen Technik haben, die stark von eingebetteter Technologie und Hochleistungsrechnen abhängig sind.

Anwendungen für Klimaanlagen und Warmwasserbereiter
Mit der allmählichen Reife der Mikrokanal-Wärmeübertragungstechnologie haben die Automobilklimaindustrie und die Heimklimaindustrie (wie Midea) begonnen, verwandte Produkte herzustellen. Glücklicherweise hat die derzeitige Industrie für Heißluft-Warmwasserbereiter auch damit begonnen, in den Bereich der Mikrokanäle vorzudringen. Im Jahr 2012 entwickelte Guangdong Tongyi Electric Appliance Co., LTD., bekannt als „Erzeuger von Luftenergie“, eine Mikrokreislauf-Wärmepumpeneinheit. Bekanntgabe der erfolgreichen Anwendung der „Mikrokanal“-Technologie in der Luftenergiebranche und markiert damit den Beginn der „Mikrokanal“-Ära für die Luftenergie-Warmwasserbereiterbranche.

Anwendungsvorteil
① Energieeinsparung. Energieeinsparung ist ein wichtiger Indikator für moderne Klimaanlagen. Herkömmliche Wärmetauscher lassen sich nur schwer zu hochwertigen Produkten wie den Energieeffizienzstandards der Klasse I herstellen, und Mikrokanal-Wärmetauscher sind die beste Wahl, um das Problem zu lösen.
② Hervorragende Wärmeübertragungsleistung. Wenn in der Haushaltsklimatisierung die Strömungskanalgröße weniger als 3 mm beträgt, unterscheiden sich die Gas-Flüssigkeits-Zweiphasenströmung und das Phasenwechsel-Wärmeübertragungsgesetz von der herkömmlichen größeren Größe. Je kleiner der Kanal, desto offensichtlicher ist dieser Größeneffekt. Wenn der Innendurchmesser des Rohrs nur 0,5 bis 1 mm beträgt, kann der konvektive Wärmeübertragungskoeffizient um 50 bis 100 % erhöht werden. Durch die Anwendung dieser verbesserten Wärmeübertragungstechnologie auf Klimaanlagen-Wärmetauscher wird erwartet, dass die Wärmeübertragung des Klimaanlagen-Wärmetauschers effektiv verbessert und seine Energieeinsparung verbessert werden kann, indem die Struktur, der Prozess und die verbesserten Wärmeübertragungsmaßnahmen entsprechend geändert werden Luftseite
Ja.
③ Aufstiegspotenzial. Die Mikrokanal-Wärmetauschertechnologie hat auch das Potenzial, Luftenergie-Warmwasserbereiter im Bereich der Klimaanlagenherstellung zu fördern, was die Wettbewerbsfähigkeit von Produkten und die nachhaltige Entwicklung von Unternehmen erheblich verbessern kann.

Im Vergleich zu herkömmlichen Wärmetauschern sind Mikrokanal-Wärmetauscher nicht nur klein, haben einen großen Wärmeübertragungskoeffizienten, eine hohe Wärmeübertragungseffizienz und können höhere Energieeffizienzstandards erfüllen, sondern weisen auch eine hervorragende Druckleistung auf und können CO2 als die Die Kühlung von Arbeitsmedien im Einklang mit den Anforderungen des Umweltschutzes hat in Wissenschaft und Industrie im In- und Ausland große Aufmerksamkeit erregt. Die Schlüsseltechnologie von Mikrokanal-Wärmetauschern – die Produktionsmethode von Mikrokanal-Parallelströmungsrohren – hat sich in China allmählich ausgereift, was den großflächigen Einsatz von Mikrokanal-Wärmetauschern ermöglicht.