微通道换热器的压降损失通常比传统换热器更大,但这一问题可通过优化设计得到有 效控制,不会完全抵消其换热效率优势。
这个问题很关键,因为压降过大会直接增加系统的泵功或风机能耗,影响整体能效。微通道压降较大的核心原因与它的结构特点直接相关,同时也存在可优化的空间。
压降损失较大的核心原因
通道尺寸极小:微通道的当量直径通常在 10-1000μm,远小于传统换热器的毫米级或厘米级通道。根据流体力学原理,通道越小,流体流动的沿程阻力(摩擦力)会成比例增 大。
流速通常更高:为了充分发挥微通道的换热优势,实际应用中往往会采用更高的流体流速,以增强对流换热效果。而阻力与流速的平方成正比,流速提升会显著增加压降。
局部阻力占比高:微通道换热器的结构复杂,包含大量的进出口、转弯、分流 / 汇流区域。这些部位会产生局部阻力,且在总压降中的占比,要远高于传统换热器。
压降损失的优化方向
尽管存在固有压降较大的问题,但通过设计优化可以将其控制在合理范围:
优化通道结构:调整通道的截面形状(如采用矩形而非圆形)、长度和数量,在保证换热面积的同时,降低沿程阻力。
优化流程设计:合理规划流体的流程数和流向,减少不必要的转弯和分流,降低局部阻力损失。
匹配系统工况:根据具体应用场景,选择合适的流体流速,找到 “换热效率” 与 “压降损失” 之间的 佳平衡点,避免盲目追求高流速。