Инженеры компании Kaltra модифицировали конструкцию микроканального испарителя

Инженеры компании Kaltra модифицировали конструкцию микроканального испарителя, позволив ему эффективно функционировать также в качестве конденсатора.

Kaltra выпустила на рынок новое поколение микроканальных теплообменников-испарителей. Эти устройства демонстрируют надежную работу при экстремальных температурах и являются полностью реверсивными, что дает возможность применять их как конденсаторы в составе тепловых насосов.

Создание равномерного потока хладагента и эффективное удаление сконденсированной влаги представляют собой центральные проблемы при разработке подобных аппаратов. Ранние модели теплообменников от Kaltra хорошо справлялись с каждой из этих задач по отдельности, однако экстремальные эксплуатационные режимы – функционирование на низкой нагрузке, обледенение или использование в реверсивных системах – по-прежнему создавали серьезные трудности для конструкции.

Инновационным решением стало горизонтальное расположение трубок с микроканалами, хотя такой подход обычно не использовался в испарителях именно из-за проблем с дренажом конденсата.

В компании утверждают, что их специалистам удалось устранить этот недостаток. Они заменили стандартные гофрированные ребра на вертикальные жалюзийные пластины, оснащенные направляющими кромками. Температура поверхности этих кромок выше, чем у гладкой трубки, что замедляет охлаждение и целенаправленно отводит образующийся конденсат вниз. Это обеспечивает его полное удаление, а также оптимизирует процесс образования инея и последующего оттаивания.

Благодаря применению вертикальных жалюзийных пластин, отвод влаги и поведение теплообменника в условиях обледенения практически достигли уровня традиционных змеевиков с оребренными трубками, поскольку геометрия нового оребрения близка к классическим решениям. При этом все ключевые преимущества микроканальной технологии были сохранены.

Новая горизонтальная схема размещения трубок также позволила внедрить многоконтурную систему циркуляции хладагента. Это повысило общую производительность теплообмена и увеличило эффективность работы устройства в реверсивном режиме, то есть при работе в качестве конденсатора.

Еще одним важным усовершенствованием стала конструкция коллектора. Его внутренняя геометрия включает специальные промежуточные пластины (дросселирующие перегородки), которые создают турбулентное перемешивание жидкой и газообразной фаз хладагента. Это улучшает распределение потока по всем микроканальным трубкам, гарантирует стабильность тепловых параметров и предотвращает возникновение локальных перегревов.

Производительность теплообменника была дополнительно увеличена за счет оптимизации геометрии контуров, а именно регулирования числа трубок в каждом ходе хладагента. Это улучшило рабочие показатели как в режиме испарения, так и в режиме конденсации.

По данным Kaltra, эффективность нового теплообменного аппарата была проверена в ходе лабораторных и натурных испытаний, в том числе при многократных циклах заморозки и оттаивания.

Сообщается, что ряд производителей оборудования на основе тепловых насосов уже внедрили новые разработки Kaltra в свои системы. Они отмечают значительный рост энергетической эффективности и стабильности работы как в режиме нагрева, так и в режиме охлаждения.