피인리스 열 교환기

피인리스 열 교환기

핀 앤 튜브 열 교환기는 냉각 및 에어컨 산업에서 가장 널리 사용되는 열 교환기입니다.그리고 구리 튜브와 알루미늄 지느러미는 지느러미 튜브 열 교환기의 주요 구성 요소입니다일반적으로 핀 튜브 열 교환기의 주요 열 저항은 공기 쪽에 있다고 생각됩니다.그래서 어떻게 더 효율적인 지느러미를 설계하는 것은 항상 지느러미 튜브 열 교환기 연구의 최우선 과제였습니다산업은 파동판, 다리, 창문 열리, 그리고 소용돌이 생성기와 함께 다양한 핀과 같은 강화 된 표면을 개발했습니다.

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구리 파이프의 개발 방향 중 하나는 지름을 줄이는 것입니다. 5mm 파이프가 적용되었습니다. 그러나 파이프 지름이 점점 작아짐에 따라,열 전달에 주력하는 지느러미의 역할이 약화됩니다., 심지어는 지느러미가 없어도, 마이크로 바드 튜브 열 교환기, 또는 지느러미 없는 열 교환기입니다.

메릴랜드 대학교 [1]의 연구 결과에 따르면, 튜브 지름이 1mm 미만인 경우, 지느러미 없는 열 교환기는 지느러미가 있는 열 교환기와 같은 밀집성을 얻을 수 있다.그리고 더 작은 튜브 지름, 격차는 빠르게 줄어들 수 있습니다. 그림 1에서 보이는 것처럼, Abscissa는 튜브의 지름입니다.그리고 정렬은 용량 단위당 열 교환 면적 (일반적으로 열 교환기의 밀집도를 측정하는 데 사용됩니다)통상 튜브 지름의 경우, 잎이 있는 열 교환기는 잎이 없는 열 교환기보다 20배 이상 더 작습니다.지느러미가 있는 열 교환기는 지느러미가 없는 열 교환기와 비교하면 두 배 정도만 작습니다.튜브 지름이 더 줄어들면, 잎이 없는 열 교환기의 밀집도는 잎이 있는 열 교환기의 밀집도에 가까울 것입니다. 이것은 파이프 지름이 충분히 작을 때,지느러미 없는 열 교환기의 열 교환 면적은 같은 부피의 지느러미형의 열 교환 면적과 크게 다르지 않습니다., 그리고 지느러미의 역할은 더 이상 "확장 된 표면"으로 존재하지 않습니다.

피그1파이프 지름과 함께 열 교환기의 밀집성의 변화 (원: 참조 [1])

그림 2은 핑과 핑이 없는 열 전달 계수의 비교를 보여 주는데, 여기서 핑은 열 전송 비용, 즉 일원 열 교환 부위에 분산된 전력 소비입니다.이 두 곡선 사이에 교차점이 있음을 알 수 있습니다이 교차점의 오른쪽에, 날개 없는 유형의 열 전달 계수는 열 전송 비용이 같을 때 날개형의 열 전송 계수보다 높습니다.

피그.2 지느러미와 지느러미가 없는 유형의 열 전달 계수의 비교 (원: 참조 [1])

상상할 수 있듯이, 이 유형의 미세 형광 튜브 열 교환기의 또 다른 장점은제?? 대학 [2]의 연구자들은 R290 가구 스플릿 에어 컨디셔너에 유사한 저광 튜브 열 교환기를 사용했습니다., 성공적으로 부하를 약 250g로 줄여서 EU 표준을 충족시킵니다. 그들이 설계 한 미세 형광관 열 교환기는 병렬 흐름 열 교환기와 구조적으로 유사합니다.그림 3에서 보여진 바와 같이열 교환 튜브는 0.58mm의 외부 지름의 스테인레스 스틸 튜브입니다. 실제 제품은 그림 4에 표시됩니다.

피그3- 저조한 빛의 튜브 열 교환기의 도표 (원: 참조 [2])

피그4. 낮은 빛의 튜브 열 교환기를 사용하는 응축기 (왼쪽) 및 증발기 (오른쪽) (원: 참조 [2])

메릴랜드 대학교의 연구자들은 또한 프랙탈 기하학 이론 [3]에 기초한 두 갈래 된 맨 튜브 열 교환기를 개발했으며, 그 스케마적 다이어그램은 그림 5에 표시되어 있습니다.수학적 시뮬레이션 결과는 외부 파이프 지름이 0이면0.8mm, 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 exchanger또한 3D 프린팅을 사용하여 물리적 물체를 만들 수 있었습니다. 불행히도 누출로 인해 공기측 압력 하락만 테스트되었다고 보고되었습니다.

피그5. 양분화 된 형광관 열 교환기의 도형 도표 (원: 참조 [3])

피그6. 3D 프린팅 샘플의 양분화 형광관 열 교환기 (원: 참조 [3])

앞서 언급한 장점에도 불구하고 미세 형광 튜브 열 교환기의 단점도 명백하다는 점을 지적할 필요가 있습니다. 예를 들어:(1) 낮은 빛 튜브 열 교환기에 튜브의 수는 매우 크다(2) 전통적인 방법을 사용하여 미세 형광 튜브를 처리하는 방법 (3) 튜브 길이가 길면미세 형광 튜브가 구부러지지 않고 변형되지 않도록하는 방법일반적으로, 미세 형광 튜브 열 교환기는 아직 연구의 초기 단계이며, 장단점은 전문가들의 추가 발견에 달려 있습니다.

참고자료

[1] 바셀러, D., V. 아우테, Z. 후앙 및 R. 라더마허 (2017)."향감 보조 최적화 및 첨가 제조를 사용하여 고성능 열 교환기의 설계 최적화 및 검증건축환경에 대한 과학 및 기술 23 (((6): 896-911.

[2] 조우, W. 및 Z. 간 (2019). "기온조정기와 열펌프의 R290 충전을 줄이는 잠재적 접근법". International Journal of Refrigeration 101: 47-55.

[3] Huang, Z., J. Ling, Y. Hwang, V. Aute and R. Radermacher (2017). "소형 공기 냉각 열 교환기의 설계 및 수치 매개 변수 연구." 건설환경에 대한 과학 및 기술 23 ((6)970-982년