Японская компания Mitsubishi Electric разработала пластинчатый теплообменник с теплопередающей способностью в 3 раза выше традиционной

Репортаж от Wedoany，14 сентября компания Mitsubishi Electric объявила о разработке нового пластинчатого теплообменника для теплонасосного оборудования отопления и охлаждения. За счёт добавления распределительных каналов на входе и выходе потоков, а также размещения микрооребрения с шахматным расположением между пластинами удалось добиться более равномерного распределения двухфазного потока хладагента (газ-жидкость) внутри теплообменных пластин. Испытания компании показали, что теплопередающая способность новой конструкции достигает примерно 3-кратного уровня по сравнению с традиционным пластинчатым теплообменником с канавками, при этом удаётся сократить число слоёв теплообменных пластин, что позволяет снизить количество заправляемого хладагента внутри теплообменника примерно до одной трети от традиционного уровня.

В этот раз Mitsubishi Electric сосредоточилась на решении проблемы неравномерного распределения двухфазного хладагента в высокопроизводительном теплонасосном оборудовании. Традиционные пластинчатые теплообменники с канавками имеют структурные ограничения при дальнейшем повышении эффективности теплопередачи, а при простом добавлении микрооребрения с шахматным расположением между пластинами газообразный и жидкий хладагент всё ещё может распределяться неравномерно по поверхности пластины, что влияет на общий эффект теплообмена. В новой конструкции на входе и выходе предусмотрены специальные распределительные каналы, благодаря которым хладагент перед попаданием в зоны микрооребрения проходит выравнивание расхода.

Расположение распределительных каналов было оптимизировано с помощью собственной аналитической технологии Mitsubishi Electric. Эта технология позволяет моделировать сложное газожидкостное двухфазное состояние хладагента при его течении между мелкими рёбрами и на основе этого корректировать схему расположения каналов. Благодаря такой конструкции теплообменник при уменьшенном числе слоёв пластин всё равно обеспечивает повышенную теплопередающую способность на единицу объёма, что напрямую снижает необходимое количество хладагента в системе.

Сокращение количества хладагента является важным инженерным показателем данной технологии. Mitsubishi Electric отмечает, что хладагенты с низким потенциалом глобального потепления, такие как R32, всё чаще применяются в теплонасосном оборудовании, однако некоторые хладагенты нового поколения обладают горючестью, поэтому снижение количества заправляемого хладагента внутри системы при сохранении производительности охлаждения и нагрева позволяет одновременно снизить риск безопасности в случае утечки. Новый теплообменник сокращает потребность во внутреннем хладагенте примерно до одной трети от традиционной конструкции, предоставляя новое структурное решение для последующего оборудования, использующего хладагенты с низким GWP.

Данная технология ориентирована не только на стационарное климатическое оборудование, но также может применяться в водяных системах отопления и охлаждения, теплонасосных системах электромобилей и воздушных кондиционерах. Mitsubishi Electric заявляет, что в дальнейшем будет продвигать внедрение этой технологии теплообменника в различные продуктовые линейки; в настоящее время конкретные сроки серийного производства, первые модели с данной технологией и планы по увеличению производственных мощностей ещё не объявлены.