چگونه می توان راندمان تبادل حرارت رادیاتور خودکار HVAC را از طریق بهبود طراحی بهبود بخشید؟

بهبود راندمان تبادل حرارتی رادیاتور خودکار HVAC به ابعاد طراحی متعددی نیاز دارد، از جمله بهینه سازی ساختار هیت سینک، بهبود طراحی کانال جریان مایع خنک کننده، افزایش عملکرد جریان هوا و انتخاب مواد. استراتژی‌های بهبود و روش‌های فنی به شرح زیر است:

1. بهینه سازی طراحی سینک حرارتی
(1) افزایش منطقه اتلاف گرما
پره های با چگالی بالا: با افزایش تعداد و چگالی سینک های حرارتی، سطح اتلاف گرما افزایش می یابد و در نتیجه راندمان تبادل حرارت بهبود می یابد.
روش: از فرآیندهای مهر زنی یا اکستروژن دقیق برای تولید هیت سینک های نازک و یکنواخت استفاده کنید.
طراحی راه راه یا دندانه دار: هیت سینک را به صورت موجدار یا دندانه دار طراحی کنید تا ضمن بهبود مسیر جریان هوا، سطح تماس بین هوا و هیت سینک را افزایش دهید.
(2) درمان سطحی
بافت سطح: از فناوری میکروماشینینگ برای ایجاد شیارهای ریز یا بافت های ناهموار بر روی سطح هیت سینک برای افزایش بیشتر منطقه تبادل حرارت استفاده کنید.
تکنولوژی پوشش: سطح سینک حرارتی را با مواد رسانایی حرارتی بالا (مانند پوشش گرافن) بپوشانید تا رسانایی حرارتی را افزایش دهید.
2. بهینه سازی کانال جریان خنک کننده
(1) طرح کانال جریان
طراحی چند کاناله: کانال جریان خنک کننده را در ساختاری چند شاخه طراحی کنید تا توزیع مایع خنک کننده یکنواخت تر شود و از گرمای بیش از حد موضعی جلوگیری شود.
روش: از ابزارهای شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای بهینه سازی طرح کانال جریان استفاده کنید.
افزایش اغتشاش: برای ایجاد تلاطم در مایع خنک کننده، اسپویلرها یا دنده ها را در کانال جریان اضافه کنید و در نتیجه راندمان تبادل حرارت را بهبود بخشید.
(2) اندازه و شکل کانال جریان
اندازه کانال جریان را کاهش دهید: عرض کانال جریان را به طور مناسب کاهش دهید و سرعت جریان مایع خنک کننده را افزایش دهید، در نتیجه ضریب انتقال حرارت همرفتی را بهبود دهید.
طراحی کانال جریان نامتقارن: کانال های جریان نامتقارن را بر اساس ویژگی های توزیع گرما در مناطق مختلف طراحی کنید تا از خنک شدن بهتر مناطق کلیدی اطمینان حاصل کنید.

3. بهبود عملکرد جریان هوا
(1) پیکربندی فن
طراحی فن با راندمان بالا: فن های توربو یا فن های محوری با کارایی بالا را برای افزایش جریان هوا و کاهش نویز انتخاب کنید.
کنترل سرعت باد متغیر: برای جلوگیری از اتلاف انرژی غیر ضروری، سرعت فن را به صورت دینامیکی با توجه به نیازهای خنک کننده تنظیم کنید.
(2) مسیر جریان هوا
طراحی بادگیر: بادگیرهایی را در اطراف هیت سینک نصب کنید تا جریان هوا را به طور یکنواخت در سینک گرما هدایت کند و نقاط مرده را کاهش دهد.
بهینه سازی آیرودینامیکی: شکل کلی هیت سینک را از طریق تجزیه و تحلیل CFD بهینه کنید تا مقاومت هوا را کاهش داده و سرعت جریان را افزایش دهید.
4. انتخاب و اصلاح مواد
(1) مواد رسانایی حرارتی بالا
آلیاژ آلومینیوم: آلیاژ آلومینیوم با هدایت حرارتی بالا به دلیل وزن سبک و عملکرد عالی در اتلاف گرما ترجیح داده می شود.
آلیاژ مس: برای سناریوهای بار حرارتی بالا، آلیاژ مس را می توان به عنوان ماده اصلی استفاده کرد. اگرچه سنگین تر است، اما هدایت حرارتی قوی تری دارد.
(2) مواد کامپوزیت
استفاده از مواد کامپوزیت (مانند کامپوزیت های مبتنی بر فلز یا کامپوزیت های مبتنی بر سرامیک) استحکام بالا و هدایت حرارتی بالا را برای بهبود عملکرد اتلاف گرما ترکیب می کند.
5. بهبود فرآیند تولید
(1) تکنولوژی لحیم کاری
لحیم کاری خلاء: فرآیند لحیم کاری خلاء برای اطمینان از محکم و بدون منافذ اتصال بین هیت سینک و لوله خنک کننده استفاده می شود و در نتیجه راندمان انتقال حرارت را بهبود می بخشد.
جوش لیزری: فناوری جوش لیزری برای دستیابی به اتصال با دقت بالا و کاهش مقاومت حرارتی استفاده می شود.
(2) ماشینکاری دقیق
برای ساخت سازه‌های پیچیده و اطمینان از دقت هندسی سینک‌های حرارتی و کانال‌های جریان، از فن‌آوری مهر زنی، اکستروژن یا چاپ سه بعدی با دقت بالا استفاده کنید.

از طریق طراحی علمی و بهینه‌سازی، راندمان تبادل حرارت رادیاتورهای خودروهای HVAC به طور قابل توجهی بهبود می‌یابد تا الزامات کاربرد راندمان بالا، دوام و حفاظت از محیط زیست را برآورده کند، در حالی که با نیازهای بازار و روندهای تکنولوژیکی در حال تغییر سازگار است.