BỘ TĐN MICRO HEAT EXCHANGER
I. Microchannel Heat Exchangers 1. Cấu tạo
- Được làm từ nhôm
- Mỗi bên là một đầu nối ( header ), chạy giữa 2 đầu nối là một số ống phẳng có các cánh tản nhiệt (fin) ở giữa.
- Bên trong mỗi ống phẳng có một số lỗ nhỏ được gọi là các kênh vi mô có đường kính nhỏ hơn 1mm chạy dọc theo chiều dài của mỗi ống phẳng. Các kênh vi mô này làm tăng đáng kể diện tích bề mặt của bộ trao đổi nhiệt, cho phép nhiều năng lượng nhiệt thoát ra khỏi chất làm lạnh và đi vào vỏ kim loại của bộ trao đổi nhiệt.
2. Nguyên lý hoạt động
- Sử dụng đối lưu làm phương pháp truyền nhiệt chính.
- Chất làm lạnh đi qua đầu nối và sau đó đi qua các ống phẳng cho đến khi đến được đầu nối kia. Các đầu nối chứa các vách ngăn điều khiển hướng dòng chất làm lạnh và được sử dụng để vòng chất làm lạnh đi qua các ống nhiều lần để tăng thời gian sử dụng bên trong và do đó tăng khả năng truyền năng lượng nhiệt.
- Sự chênh lệch nhiệt độ giữa chất làm lạnh và không khí làm cho nhiệt truyền qua vỏ ống phẳng và vào các cánh tản nhiệt. Khi không khí đi qua các khoảng trống, nó mang năng lượng nhiệt này đi thông qua sự đối lưu.
3. Ưu điểm và hạn chế
Ưu điểm của bộ trao đổi nhiệt vi kênh
- Hiệu suất truyền nhiệt cao hơn – Nhiều ống dẫn nhỏ hơn cung cấp nhiều diện tích bề mặt tiếp xúc giữa chất làm lạnh với không khí.
Diện tích bề mặt tăng lên giúp cải thiện hiệu quả truyền nhiệt, một số nhà sản xuất cho biết mức cải thiện từ 20 đến 40% so với các bộ trao đổi nhiệt dạng vây và ống truyền thống.
- Kích thước nhỏ gọn hơn 30%.
- Nhẹ hơn 50% - 70%
- Một lợi ích bổ sung cho quạt nhỏ hơn là ít tiếng ồn hơn. MCHE cho phép linh hoạt hơn trong cách bố trí và thiết kế mà không phải lo lắng về vấn đề tiếng ồn.
- Sử dụng ít chất làm lạnh hơn – Lượng chất làm lạnh cần dùng ít hơn 30% tới 70% so với dạng vây và ống truyền thống.
Nhược điểm của bộ trao đổi nhiệt vi kênh
- Chi phí sản xuất cao hơn – Chế tạo bộ trao đổi nhiệt vi kênh thường đắt hơn so với các bộ trao đổi nhiệt truyền thống do thiết kế phức tạp và yêu cầu về độ chính xác.
- Nguy cơ tắc nghẽn – Các đường dẫn nhỏ trong bộ trao đổi nhiệt vi kênh có thể dễ dàng bị chặn bởi các hạt, điều này có thể làm giảm hiệu suất hoặc gây hư hỏng.
- Nếu bộ trao đổi nhiệt vi kênh bị hỏng, thường khó sửa chữa. Nhiều khi, bạn có thể cần phải thay thế toàn bộ thiết bị thay vì sửa phần bị hỏng.
4. Ứng dụng
- Chúng chỉ được sử dụng cho hệ thống làm lạnh và điều hòa không khí.
- Bạn có thể tìm thấy các loại bộ trao đổi nhiệt này trên máy làm lạnh làm mát bằng không khí, thiết bị ngưng tụ, máy điều hòa dân dụng, máy sấy không khí, làm mát tủ và dàn nóng, làm mát đối lưu của các linh kiện và mạch điện tử,…
- Bộ trao đổi nhiệt vi kênh có thể được nhìn thấy dần dần trở thành một phần không thể thiếu của hệ thống pin nhiên liệu.
5. Hiện trạng
- Thị trường được thúc đẩy do việc sử dụng nhiều bộ trao đổi nhiệt vi kênh trong các bộ làm mát, hệ thống ngưng tụ và nhiều ứng dụng khác.
o Do những ưu điểm vượt trội như giá giảm, tốc độ truyền nhiệt cao hơn, kết cấu nhỏ gọn và hiệu quả, bộ trao đổi nhiệt vi kênh đang thúc đẩy thị trường cho hệ thống HVAC. Việc sử dụng ngày càng nhiều bộ trao đổi nhiệt trong máy làm mát không khí, hệ thống ngưng tụ và các ứng dụng khác đang thúc đẩy nhu cầu về thị trường bộ trao đổi nhiệt vi kênh. Ngoài ra, nhu cầu ngày càng tăng về dịch vụ HVAC cho điều hòa không khí trong nhà, nơi làm việc và các lĩnh vực khác đang thúc đẩy việc sử dụng bộ trao đổi nhiệt vi kênh, tạo ra triển vọng thị trường tiềm năng đáng kể.
- Trong phân khúc ứng dụng, nhu cầu ngày càng tăng đối với hệ thống HVAC đang thúc đẩy thị trường bộ trao đổi nhiệt vi kênh nhờ các tính năng tuyệt vời.
o HVAC dự kiến sẽ đạt được nhiều lợi ích nhất trong lĩnh vực ứng dụng trong suốt thời kỳ dự báo. So với các bộ trao đổi nhiệt khác, nó nhẹ hơn, hiệu quả hơn và sử dụng ít chất làm lạnh hơn. Ngoài ra, vì được làm bằng nhôm nên nó ít bị ăn mòn điện hơn so với cuộn vây dạng tấm ống tròn tiêu chuẩn.
Để truyền nhiệt hiệu quả giữa chất làm lạnh và không khí, bộ trao đổi nhiệt vi kênh thường được sử dụng trong hệ thống điều hòa không khí và bơm nhiệt. Với nhu cầu ngày càng tăng về các hệ thống nhẹ và giá đồng tăng cao, thị trường ứng dụng HVAC đã phát triển trong những năm gần đây.
- Trong phân khúc người dùng cuối, nhu cầu về bộ trao đổi nhiệt vi kênh bị ảnh hưởng chủ yếu bởi các ứng dụng ngày càng tăng trong lĩnh vực ô tô.
o Ngành công nghiệp ô tô được dự đoán sẽ thống trị thị trường bộ trao đổi nhiệt vi kênh trong những năm tới. Ngành công nghiệp này đang được thúc đẩy bởi nhu cầu ngày càng tăng về hệ thống HVAC và điều hòa không khí trong ô tô. Tính nhỏ gọn, nhẹ và hiệu suất cao của bộ trao đổi nhiệt vi kênh khiến chúng phù hợp để sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô.
Ngoài ra, do hiệu quả sử dụng năng lượng, bộ trao đổi nhiệt nhôm vi kênh đang có nhu cầu lớn trên ô tô. Việc sử dụng điều hòa không khí trên ô tô ngày càng tăng đang làm tăng thị phần của bộ trao đổi nhiệt vi kênh. Sự gia tăng trong lĩnh vực ô tô là nhu cầu cao về hệ thống điều hòa không khí nhằm mang lại sự thoải mái, thông gió và làm mát cho ô tô, cải thiện triển vọng tăng trưởng cho hoạt động kinh doanh bộ trao đổi nhiệt vi kênh trong những năm tới.
