Introduzione

Nei scambiatori di calore a piastre e alettate in alluminio, ogni componente svolge un ruolo importante nella tenuta, nella resistenza e nelle prestazioni termiche. Tra questi, la barra interna (nota anche come barra di tenuta centrale o barra separatrice di canale) è un elemento strutturale critico all'interno del canale di flusso.

A differenza delle barre laterali esterne che prevengono principalmente le perdite esterne, le barre interne sono progettate per separare diversi passaggi fluidi, migliorare la resistenza alla pressione, ottimizzare la distribuzione del flusso e aumentare l'affidabilità della brasatura sottovuoto.

Per applicazioni quali sistemi di raffreddamento delle batterie, piastre di raffreddamento a liquido per accumulo di energia, moduli di raffreddamento IGBT e scambiatori di calore in alluminio ad alte prestazioni, una corretta progettazione della barra interna è essenziale per ottenere prestazioni stabili e una lunga durata.

1. Prevenire le perdite interne separando i canali dei fluidi

La funzione principale di una barra interna è quella di dividere i canali di flusso indipendenti all'interno del nucleo dello scambiatore di calore.

Nelle applicazioni che richiedono più circuiti fluidi, come:

• Refrigeratori per batterie con canali per refrigerante e refrigerante
• Piastre di raffreddamento a liquido multipassaggio
• Scambiatori di calore in alluminio a doppio fluido

la barra interna separa i diversi mezzi e previene il flusso incrociato tra i canali adiacenti.

Durante il processo di brasatura sottovuoto, le superfici superiore e inferiore della barra interna vengono unite alle piastre separatore in alluminio. La lega di brasatura forma giunti di tenuta continui, creando una barriera affidabile contro le perdite interne.

Questa struttura è particolarmente importante per gli scambiatori di calore multicanale, dove la prevenzione della miscelazione dei fluidi interni influisce direttamente sulla sicurezza e sulle prestazioni del sistema.

2. Migliorare la resistenza del nucleo e la resistenza alla pressione

Le alettature in alluminio offrono un'eccellente capacità di trasferimento del calore ma hanno una limitata resistenza meccanica.

La barra interna funge da struttura di supporto rigida tra le piastre in alluminio, aumentando la resistenza complessiva del nucleo dello scambiatore di calore.

Le sue funzioni principali includono:

• Supportare i carichi di pressione interna
• Ridurre la deformazione e il rigonfiamento delle piastre
• Distribuire lo stress sulla struttura del nucleo
• Proteggere i giunti saldobrasati da stress eccessivi

Per applicazioni ad alta pressione quali sistemi di raffreddamento per veicoli a nuova energia e apparecchiature industriali di raffreddamento a liquido, l'aggiunta di 1-2 barre interne può migliorare significativamente la resistenza alla pressione e ridurre i rischi di perdite durante i test di pressione.

Durante il processo di impilamento e assemblaggio prima della brasatura, le barre interne aiutano anche a fissare le posizioni delle alettature, riducendo il movimento o il collasso delle alettature durante il trasporto e la lavorazione in forno ad alta temperatura.

3. Migliorare la qualità della brasatura sottovuoto e ridurre i difetti

La progettazione della barra interna influisce direttamente sulla qualità della brasatura.

La superficie laterale di una barra interna correttamente progettata include solitamente una piccola inclinazione di 3‰. Dopo l'impilamento, ciò crea uno spazio capillare adeguato, consentendo alla lega di brasatura in alluminio di diffondersi completamente e di aderire alla superficie di contatto.

Ciò aiuta a ottenere:

• Giunti saldobrasati completi
• Migliore distribuzione del metallo d'apporto
• Ridotto rischio di saldatura incompleta

Per nuclei di scambiatori di calore di grandi dimensioni, le barre interne dividono anche aree di flusso sovradimensionate in sezioni più piccole.

Ciò impedisce:

• Distribuzione non uniforme del calore durante la brasatura
• Flusso eccessivo di lega di brasatura
• Surriscaldamento locale ed erosione dell'alluminio
• Scarsa adesione nelle aree delle alettature

Migliorando l'uniformità della temperatura interna durante la brasatura sottovuoto, le barre interne aiutano ad aumentare il tasso di successo della brasatura al primo tentativo.

4. Ottimizzare la distribuzione dei fluidi e le prestazioni di trasferimento del calore

Oltre alla tenuta e al rinforzo, le barre interne migliorano anche il comportamento del flusso dei fluidi.

Un grande canale di flusso singolo può creare una distribuzione non uniforme della velocità, aree stagnanti e una ridotta efficienza di trasferimento del calore.

Dividendo grandi passaggi in canali più piccoli, le barre interne aiutano a:

• Migliorare la distribuzione del refrigerante
• Ridurre le zone morte
• Bilanciare la velocità del flusso
• Aumentare l'efficienza complessiva dello scambio termico

In combinazione con strutture di alettatura ottimizzate, le barre interne possono guidare il movimento dei fluidi, ridurre le differenze di temperatura locali e ottenere prestazioni di raffreddamento più uniformi.

Questo design è ampiamente utilizzato negli scambiatori di calore compatti in alluminio dove l'efficienza termica e l'ottimizzazione delle dimensioni sono entrambe importanti.

Barra interna vs Barra laterale esterna: qual è la differenza?

Sebbene entrambi i componenti siano utilizzati negli scambiatori di calore saldobrasati in alluminio, le loro funzioni sono diverse.

In parole povere:

Le barre laterali esterne proteggono dalle perdite esterne.

Le barre interne prevengono le perdite incrociate interne e migliorano le prestazioni strutturali.

Per scambiatori di calore a piastre e alettate ad alta pressione e multicanale, le barre interne sono un componente di progettazione chiave.

Applicazioni tipiche delle barre interne

Refrigeratori per batterie

Nei sistemi di gestione termica dei veicoli elettrici, le barre interne separano i canali del refrigerante e del refrigerante, prevenendo la miscelazione dei fluidi e migliorando la stabilità del raffreddamento.

Piastre di raffreddamento a liquido per accumulo di energia

I grandi sistemi di accumulo di energia richiedono una resistenza alla pressione affidabile. Le barre interne rafforzano la struttura del nucleo e aiutano a prevenire la deformazione durante il funzionamento.

Raffreddamento IGBT ed elettronica di potenza

Per dispositivi elettronici ad alta potenza, le barre interne supportano una distribuzione stabile del flusso e migliorano le prestazioni di dissipazione del calore.

Grandi nuclei di raffreddamento in alluminio

Nei nuclei di radiatori e condensatori di grandi dimensioni, le barre interne forniscono supporto aggiuntivo durante la brasatura sottovuoto e riducono i problemi di collasso delle alettature.

Supporto SUNHOPE per la produzione di scambiatori di calore saldobrasati in alluminio

Con oltre 16 anni di esperienza nelle soluzioni di produzione di radiatori e scambiatori di calore, SUNHOPE fornisce attrezzature e supporto tecnico per la produzione di nuclei saldobrasati in alluminio.

Le nostre soluzioni includono:

• Macchine per l'assemblaggio di nuclei a piastre e alettate
• Macchine per la costruzione di nuclei per radiatori
• Forni per brasatura sottovuoto in alluminio
• Macchine per la formatura di alettature
• Linee di produzione complete per scambiatori di calore

Dalle considerazioni sulla progettazione dei componenti alla selezione delle attrezzature di produzione, SUNHOPE aiuta i produttori a migliorare la qualità della brasatura, l'efficienza produttiva e l'affidabilità del prodotto.

Conclusione

La barra interna non è semplicemente un componente di tenuta. È una struttura chiave che determina l'affidabilità degli scambiatori di calore a piastre e alettate in alluminio.

Le sue quattro funzioni principali includono:

• Separare i canali dei fluidi e prevenire le perdite interne
• Migliorare la resistenza alla pressione e la resistenza strutturale
• Migliorare la qualità della brasatura sottovuoto
• Ottimizzare la distribuzione del flusso e le prestazioni di trasferimento del calore

Per applicazioni moderne come il raffreddamento delle batterie, i sistemi di accumulo di energia e gli scambiatori di calore industriali, la selezione del corretto design della barra interna e l'utilizzo di attrezzature di produzione affidabili sono essenziali per produrre nuclei saldobrasati in alluminio di alta qualità.