Máy trao đổi nhiệt không vòm

Máy trao đổi nhiệt không vòm

Máy trao đổi nhiệt cánh và ống là bộ trao đổi nhiệt được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành công nghiệp làm lạnh và điều hòa không khí,và ống đồng và vây nhôm là các thành phần chính của máy trao đổi nhiệt ống có vâyNgười ta thường tin rằng sức đề kháng nhiệt chính của máy trao đổi nhiệt ống có vây nằm ở phía không khí,vì vậy làm thế nào để thiết kế vây hiệu quả hơn luôn luôn là ưu tiên hàng đầu của nghiên cứu trao đổi nhiệt ống vâyNgành công nghiệp đã phát triển các bề mặt được củng cố như ván lợp, cầu, cửa sổ mở và các vây khác nhau với máy tạo xoáy.

Yêu cầu báo giá? Gửi E-mail đến:commercial@bestfintube.com

Một trong những hướng phát triển của ống đồng là giảm đường kính, và các ống 5mm đã được áp dụng.vai trò thống trị của vây trong chuyển nhiệt bị suy yếu, ngay cả khi không có vây, dẫn đến một Máy trao đổi nhiệt ống Micro Bare, hoặc Máy trao đổi nhiệt không vây.

Một nghiên cứu từ Đại học Maryland [1] cho thấy rằng khi đường kính ống nhỏ hơn 1 mm, bộ trao đổi nhiệt không có vây có thể đạt được độ nhỏ gọn tương tự như bộ trao đổi nhiệt tốt,và nhỏ hơn đường kính ống, khoảng cách thu hẹp nhanh chóng. Như được hiển thị trong hình 1, abscissa là đường kính của ống,và số trật tự là diện tích trao đổi nhiệt mỗi đơn vị khối lượng (thường được sử dụng để đo độ nhỏ gọn của bộ trao đổi nhiệt)Đối với đường kính ống thông thường, bộ trao đổi nhiệt có vây là nhỏ gọn hơn 20 lần so với các bộ trao đổi nhiệt không vây.bộ trao đổi nhiệt có vây chỉ nhỏ gọn gấp đôi so với bộ trao đổi nhiệt không vâyNếu đường kính ống được giảm thêm, độ nhỏ gọn của bộ trao đổi nhiệt không có vây sẽ gần với bộ trao đổi nhiệt có vây.Khu vực trao đổi nhiệt của bộ trao đổi nhiệt không có vây không khác nhiều so với khu vực trao đổi nhiệt của loại có vây trong cùng khối lượng, và vai trò của vây như một "bề mặt mở rộng" không còn tồn tại.

Hình.1. Sự thay đổi của độ nhỏ gọn của bộ trao đổi nhiệt với đường kính ống (Nguồn: Ref. [1])

Hình 2 cho thấy so sánh các hệ số chuyển nhiệt có vây và không có vây, trong đó abscissa là chi phí chuyển nhiệt - mức tiêu thụ điện phân bố trên khu vực trao đổi nhiệt đơn vị.Có thể thấy rằng có một giao điểm giữa hai đường congỞ phía bên phải của giao điểm này, hệ số chuyển nhiệt của loại không cánh cao hơn so với loại có vây khi chi phí chuyển nhiệt giống nhau.

Hình 2 So sánh hệ số chuyển nhiệt giữa các loại có vây và không vây (nguồn: Ref. [1])

Như bạn có thể tưởng tượng, một lợi thế khác của loại trao đổi nhiệt ống vi quang là nó có điện tích chất làm mát thấp hơn đáng kể.Các nhà nghiên cứu từ Đại học Tứ Giang [2] đã sử dụng một bộ trao đổi nhiệt ống ánh sáng thấp tương tự cho máy điều hòa không khí chia gia đình R290., giảm thành công điện tích xuống khoảng 250g, do đó đáp ứng tiêu chuẩn EU. Máy trao đổi nhiệt ống vi quang mà họ thiết kế có cấu trúc tương tự như một máy trao đổi nhiệt dòng chảy song song,như trong hình 3Các ống trao đổi nhiệt là một ống thép không gỉ với đường kính bên ngoài là 0,58 mm. Sản phẩm thực tế được hiển thị trong hình 4.

Hình.3Sơ đồ sơ đồ của máy trao đổi nhiệt ống ánh sáng yếu (nguồn: Ref. [2])

Hình.4. Máy ngưng tụ (trái) và bốc hơi (phải) sử dụng bộ trao đổi nhiệt ống có ánh sáng thấp (Nguồn: Ref. [2])

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Maryland cũng đã phát triển một bộ trao đổi nhiệt ống trần bifurcated dựa trên lý thuyết hình học fractal [3], một sơ đồ sơ đồ được hiển thị trong Hình 5.Kết quả mô phỏng số cho thấy rằng khi đường kính ống bên ngoài là 0.8mm, the air side heat transfer coefficient of the bifurcated light tube heat exchanger is 15% higher and the pressure drop is reduced by 4-12% compared with the straight tube microfluorescent tube heat exchangerHọ cũng sử dụng in 3D để tạo ra một vật thể vật lý (xem Hình 6) để thử nghiệm.

Hình.5. Sơ đồ sơ đồ của bộ trao đổi nhiệt ống huỳnh quang tách (Nguồn: Ref. [3])

Hình.6. Mô hình in 3D của bộ trao đổi nhiệt ống huỳnh quang hai phân (Nguồn: Ref. [3])

Cần lưu ý rằng mặc dù những lợi thế được đề cập ở trên của máy trao đổi nhiệt ống vi quang, những nhược điểm cũng rất rõ ràng.(1) số lượng ống trong ống trao đổi nhiệt ánh sáng thấp là rất lớn, và khi được sử dụng như một bộ bay hơi, chất làm lạnh hai pha dễ dàng phân phối không đồng đều; (2) Làm thế nào để xử lý ống vi quang bằng các phương pháp truyền thống; (3) Khi chiều dài ống dài,làm thế nào để đảm bảo rằng ống vi quang không uốn cong và biến dạngNói chung, bộ trao đổi nhiệt ống vi quang vẫn còn ở giai đoạn đầu của nghiên cứu, và những lợi thế và nhược điểm phụ thuộc vào khám phá thêm của các học viên.

Các tài liệu tham khảo

[1] Bacellar, D., V. Aute, Z. Huang và R. Radermacher (2017)."Tối ưu hóa thiết kế và xác nhận các bộ trao đổi nhiệt hiệu suất cao bằng cách sử dụng tối ưu hóa hỗ trợ gần gũi và sản xuất phụ gia." Khoa học và Công nghệ cho môi trường xây dựng 23 (((6): 896-911.

[2] Zhou, W. và Z. Gan (2019). "Một cách tiếp cận tiềm năng để giảm điện tích R290 trong máy điều hòa không khí và máy bơm nhiệt". Tạp chí quốc tế về tủ lạnh 101: 47-55.

[3] Huang, Z., J. Ling, Y. Hwang, V. Aute và R. Radermacher (2017)." Khoa học và công nghệ cho môi trường xây dựng 23(6): 970-982.