Mitsubishi Electric développe un échangeur de chaleur à plaques dont les performances de transfert thermique atteignent 3 fois celles des modèles traditionnels

fr.wedoany.com Rapport : Le 14 septembre, Mitsubishi Electric a annoncé avoir développé un nouvel échangeur de chaleur à plaques destiné aux équipements de chauffage et de refroidissement par pompe à chaleur. En ajoutant des canaux de distribution aux entrées et sorties de fluide, et en disposant des micro-ailettes décalées entre les plaques, le flux diphasique liquide-gaz du réfrigérant est distribué de manière plus uniforme à l'intérieur des plaques d'échange. Les tests de l'entreprise montrent que les performances de transfert thermique de cette nouvelle structure atteignent environ 3 fois celles de son échangeur de chaleur à plaques à rainures traditionnel, tout en permettant de réduire le nombre de plaques d'échange, ce qui abaisse la charge de réfrigérant à l'intérieur de l'échangeur à environ un tiers du niveau traditionnel.

Mitsubishi Electric s'attaque cette fois au problème de la distribution inégale du réfrigérant diphasique dans les équipements de pompe à chaleur à hautes performances. Les échangeurs de chaleur à plaques à rainures traditionnels présentent des limites structurelles lorsqu'il s'agit d'améliorer encore l'efficacité du transfert thermique, et le simple ajout de micro-ailettes décalées entre les plaques ne permet pas d'éviter que les réfrigérants gazeux et liquides restent inégalement répartis à la surface des plaques, ce qui affecte l'effet global d'échange thermique. La nouvelle structure dispose de canaux de distribution dédiés à l'entrée et à la sortie, de sorte que le réfrigérant soit équilibré en débit avant de pénétrer dans chaque zone de micro-ailettes.

La position des canaux de distribution a été optimisée grâce à la technologie d'analyse propriétaire de Mitsubishi Electric. Cette technologie permet de simuler les états complexes diphasiques liquide-gaz du réfrigérant lorsqu'il s'écoule entre les fines ailettes, et d'ajuster en conséquence la disposition des canaux. Grâce à cette conception, l'échangeur de chaleur peut augmenter sa capacité d'échange thermique par unité de volume tout en réduisant le nombre de plaques, ce qui diminue directement la quantité de réfrigérant nécessaire au système.

La réduction de la quantité de réfrigérant est un indicateur d'ingénierie important de cette technologie. Mitsubishi Electric indique que les réfrigérants à faible potentiel de réchauffement global, tels que le R32, sont de plus en plus utilisés dans les équipements de pompe à chaleur, mais certains réfrigérants de nouvelle génération sont inflammables. Par conséquent, réduire la charge interne du système tout en maintenant les performances de refroidissement et de chauffage permet de diminuer simultanément les risques de sécurité en cas de fuite. Le nouvel échangeur de chaleur réduit les besoins internes en réfrigérant à environ un tiers de ceux de la structure traditionnelle, offrant ainsi une nouvelle solution structurelle pour les équipements utilisant ultérieurement des réfrigérants à faible GWP.

Cette technologie ne s'adresse pas uniquement aux équipements de climatisation fixes, mais peut également être appliquée aux équipements de chauffage et de refroidissement à eau, aux systèmes de pompe à chaleur pour véhicules électriques ainsi qu'aux climatiseurs à refroidissement par air. Mitsubishi Electric indique qu'elle prévoit ensuite d'introduire cette technologie d'échangeur de chaleur dans différentes lignes de produits, sans avoir encore publié de calendrier précis de production de masse, de premiers modèles équipés ni de plan de capacité de production supplémentaire.