Mitsubishi Electric entwickelt Plattenwärmetauscher mit dreifacher Wärmeübertragungsleistung im Vergleich zu herkömmlichen Modellen

de.wedoany.com-Bericht: Am 14. September gab Mitsubishi Electric die Entwicklung eines neuartigen Plattenwärmetauschers für Wärmepumpen-Heiz- und Kühlgeräte bekannt. Durch zusätzliche Verteilerkanäle an den Fluid-Ein- und -Austritten sowie zwischen den Platten angeordnete Mikro-Versatzrippen wird eine gleichmäßigere Verteilung des zweiphasigen Kältemittelstroms innerhalb der Wärmetauscherplatten erreicht. Unternehmensinterne Tests zeigen, dass die neue Struktur eine etwa dreifache Wärmeübertragungsleistung im Vergleich zu den herkömmlichen gerillten Plattenwärmetauschern des Unternehmens erzielt. Gleichzeitig lässt sich die Anzahl der Wärmetauscherplatten reduzieren, wodurch die im Wärmetauscher befindliche Kältemittelfüllmenge auf etwa ein Drittel des herkömmlichen Niveaus sinkt.

Mitsubishi Electric konzentriert sich bei dieser Entwicklung auf die Lösung des Problems der ungleichmäßigen Verteilung des zweiphasigen Kältemittels in Hochleistungs-Wärmepumpengeräten. Herkömmliche gerillte Plattenwärmetauscher stoßen bei der weiteren Steigerung der Wärmeübertragungseffizienz an strukturelle Grenzen. Werden lediglich Mikro-Versatzrippen zwischen den Platten hinzugefügt, kann sich das gasförmige und flüssige Kältemittel dennoch ungleichmäßig über die Plattenoberfläche verteilen, was die Gesamtwärmeübertragung beeinträchtigt. Die neue Struktur verfügt über spezielle Verteilerkanäle am Ein- und Austritt, sodass das Kältemittel vor dem Eintritt in die einzelnen Mikro-Rippenbereiche zunächst eine Durchflussgleichverteilung erfährt.

Die Position der Verteilerkanäle wurde mithilfe einer proprietären Analysetechnologie von Mitsubishi Electric optimiert. Diese Technologie kann den komplexen gas-flüssig-zweiphasigen Zustand des Kältemittels beim Durchströmen der feinen Rippen simulieren und darauf basierend die Kanalanordnung anpassen. Durch dieses Design kann der Wärmetauscher trotz reduzierter Plattenanzahl die Wärmeübertragungskapazität pro Volumeneinheit steigern, wodurch sich die im System benötigte Kältemittelmenge direkt verringern lässt.

Die Kältemittelreduzierung ist ein wichtiger technischer Kennwert dieser Technologie. Mitsubishi Electric erklärt, dass Kältemittel mit niedrigem Treibhauspotenzial wie R32 zunehmend in Wärmepumpengeräten eingesetzt werden. Da einige Kältemittel der neuen Generation jedoch brennbar sind, kann eine Reduzierung der systeminternen Füllmenge bei gleichbleibender Kühl- und Heizleistung auch das Sicherheitsrisiko nach einem Leck verringern. Der neue Wärmetauscher reduziert den internen Kältemittelbedarf auf etwa ein Drittel der herkömmlichen Struktur und bietet damit eine neue Strukturlösung für zukünftige Geräte mit Kältemitteln mit niedrigem GWP.

Diese Technologie richtet sich nicht nur an stationäre Klimageräte, sondern kann auch in wasserbasierten Heiz- und Kühlsystemen, Wärmepumpensystemen für Elektrofahrzeuge sowie luftgekühlten Klimageräten eingesetzt werden. Mitsubishi Electric gab an, die Wärmetauschertechnologie künftig in verschiedene Produktlinien einführen zu wollen. Konkrete Termine für die Serienproduktion, die ersten damit ausgestatteten Modelle sowie Pläne für zusätzliche Produktionskapazitäten wurden bislang nicht bekannt gegeben.