换热器的前景和使用模式

如何提高热交换器的紧凑度，以达到在单位体积上传递更多的热量，一直是热交换器研发和应用的一个目标。换热技术发展的进程——从早期的大型化管壳式热交换器，发展到20世纪二三十年代的以板式、板翅式为代表的紧凑式热交换器，直至20世纪90年代出现的标志着微型化的通道热交换器，正是显示了向这一目标的迈进。

设备的微型化、过程的集成化是未来科技的发展方向，微化工技术的出现同样要求包含微型热交换器在内的微化工系统。对于直径极小的流道的散热研究及其相应的微型热交换器的应用，显示了微型热交换器具有承担高热负载的能力，是热交换器向高紧凑度、微型化发展的一个重要方向。

由于对微通道的传热及其整体的微型热交换器的研究和应用只有较短的时间，目前还处于试验研究和初步试用的阶段。目前尚无关于微型热交换器的确切定义，比较通行、直观的分类是按其通道的水力当量直径的尺寸来划分：

微通道         de=1～100μm

细通道         100μm～1mm

紧凑通道       1～6mm

常规通道       ＞6mm

2003年4月召开的第一届微通道和微小型通道国际会议限定微通道的特征尺寸在10μm～3.00mm范围内。

微型热交换器具有很高的紧凑度（可以达到10000㎡/m³以上）和传热率（可以达到几百W/c㎡）。高的紧凑度使热交换器所占有的空间及材料消耗大大减少；因流通的空间小，使热交换器内的流体总量少，这对于流体属于价贵、有毒或易燃的，则更为经济和安全；高的传热率使热交换器的传热有效度提高。此外，传热界面小的热惰性（两流体间的壁厚薄）使传热的响应时间小，有利于小温差流体间传热时的温度控制。

当然，微型换热器也存在一些问题：阻力较大使压降增加；通道小，易结垢和堵塞，且一般情况下维护困难，对流体的清洁度要求高；设计复杂，生产工艺要求高等。

微型热交换器虽然在设计、制造、装配、密封技术和参数测量（无接触测量技术）等方面还存在很多难点，在运行上存在阻力大、对流体的清洁度要求高等问题，但是由于其具有结构紧凑、传热效率高、质量轻等特点，尤其在一些对换热设备的尺寸和重量有特殊要求的场合具有不可替代的优势，所以对它的研究和应用发展迅速。可以确信，随着大量的实践使用数据结果的积累、试验研究和数值模拟的开展、对其结构和性能等的技术改进级优化设计的研究，微型热交换器将日趋完善，并将在更多的方面领域进一步扩展，应用前景极其广阔。

来源于：株洲无线科技 曾工