마이크로 채널 증발기의 흐름 분포에 대한 헤더 구조의 영향- Zhejiang SunCo Heat Exchange System Co., Ltd.

마이크로 채널 증발기의 흐름 분포에 대한 헤더 구조의 영향

Update:Mar 07, 2024

마이크로 채널 증발기(MCE) 자동차 에어컨에 사용되는 열 전달 기술이 널리 활용되고 있습니다. 작은 부피, 높은 효율성 및 쉬운 유지 관리로 인해 인기 있는 선택이 되었습니다. 그러나 열 성능에 심각한 영향을 미치는 냉매의 잘못된 분포에 취약하며 채널 내의 흐름 분포를 개선하여 효과적으로 해결해야 합니다. 따라서 본 논문에서는 헤더 구조가 마이크로채널 증발기 내의 흐름 분포에 어떻게 영향을 미치는지 실험적으로 탐구합니다.

마이크로채널 증발기는 헤더 내의 흐름 방식에 따라 유체가 내부에서 이동하는 방식을 제어합니다. 이러한 마이크로채널 내의 흐름 체계는 유체 온도에 의해 영향을 받으며, 유체 온도는 입구 냉매에 작용하는 기하학적 구조와 표면 장력에 의해 결정됩니다. 잘못된 분포는 헤더를 따라 압력 구배를 최소화함으로써만 방지할 수 있습니다.

마이크로채널 내의 액체 및 증기 분포를 최적화하여 증발기의 압력 강하를 줄이기 위해 다양한 전략이 제안되었습니다. 이러한 전략의 대부분은 흐름 특성이나 마이크로채널의 기하학적 구조를 변경하는 데 의존합니다. 효과적이긴 하지만 복잡성과 자본 비용으로 인해 적용이 제한되는 경향이 있습니다. 또한 증발기의 마이크로채널 내 증기 분포와 관련된 문제에 대한 포괄적인 솔루션을 제공하지 않습니다.

가장 유망한 솔루션 중 하나는 수직 튜브 방향과 대형 매니폴드를 갖춘 마이크로채널 증발기를 사용하여 다양한 작동 조건에서 최적의 열 성능을 제공하는 것입니다. 내부 냉매 분배기는 다중 포트 마이크로채널 튜브 전체에 동일한 냉매 주입을 보장하는 동시에 대형 매니폴드는 자유로운 응축 배수를 가능하게 합니다. 또한 수직 방향으로 되어 있어 흡입 매니폴드와 증발기 벽에 물이 쌓이는 것을 방지합니다.

연구에 따르면 마이크로채널 증발기는 마이크로채널 내의 흐름 분포를 제어하기 위해 다양한 전략을 사용함으로써 상당한 이점을 얻을 수 있음이 입증되었습니다. 그러한 전략 중 하나는 열 교환기 공기 측의 압력 강하를 줄이기 위해 핀 공간을 늘리는 것입니다. 다른 하나는 균일한 냉매 분포를 갖춘 매니폴드 설계를 사용합니다. 마지막으로 세 번째는 각 마이크로채널의 공기측 및 냉매측 열 전달 계수를 개별적으로 변경하여 두 전략을 모두 수정합니다.

원형 튜브 열교환기의 성능과 마이크로채널 증발기 성능을 비교하는 광범위한 테스트를 수행하여 냉각 용량이 동일할 때 공기측 압력 강하가 더 낮다는 것을 발견했습니다. 그들은 마이크로채널 열 교환기에 대한 이 요인을 예측하기 위한 계산 모델을 추가로 개발하여 그것이 실험 데이터와 잘 연관되어 있음을 발견하고 이를 사용하여 성능이나 신뢰성에 영향을 주지 않고 공기 측 압력 강하를 최대 27%까지 낮출 수 있는 방법을 보여주었습니다.