مبدل پوسته و لوله کندانسور آبی
در مبدل پوستهولولهایِ کندانسور آبی چیلر تراکمی، استفاده از لولههای مسی 4/3 اینچ با فین یا پره بیرونی، یک انتخاب کاملاً حرارتی و اقتصادی است. همانطور که میدانیم مبرد در سمت پوسته جریان دارد و آب خنککننده درون تیوبهای مسی حرکت میکند، اما سطح خارجی لولهها همچنان نقش مهمی در افزایش راندمان تبادل حرارت دارد. دلیل اصلی این موضوع، پایین بودن ضریب انتقال حرارت در سمت مبردِ در حال تقطیر و نیاز به جبران آن از طریق افزایش سطح مؤثر است.
وقتی مبرد بخار در پوسته وارد کندانسور میشود، ابتدا باید گرمای نهان خود را از دست بدهد و به مایع تبدیل شود. این فرایند نسبت به انتقال حرارت جابجایی آب داخل لولهها کندتر است و اگر سطح تبادل کافی نباشد، دمای تقطیر بالا میرود، فشار کندانسور افزایش مییابد و در نتیجه توان مصرفی کمپرسور بیشتر میشود. فین یا پره بیرونی با افزایش سطح تماس، امکان انتقال حرارت بیشتر از مبرد به دیواره لوله را فراهم میکند و مقاومت حرارتی سمت پوسته را کاهش میدهد.
در لولههای 3/4 اینچ، سطح خارجی نسبت به حجم جریان، محدود است. افزودن فین باعث میشود بدون افزایش زیاد ابعاد دستگاه، ظرفیت دفع حرارت بالا برود. این موضوع بهویژه در کندانسورهای آبی مهم است، چون طراحی باید هم جمعوجور باشد و هم اختلاف دمای تقطیر در حد مطلوب باقی بماند. همچنین فینها به بهبود آشفتگی موضعی جریان مبرد کمک میکنند و ضریب انتقال حرارت موضعی را افزایش میدهند.
از دیدگاه بهرهبرداری، وجود فین باعث میشود کندانسور با سطح تبادل کمتر، همان مقدار بار حرارتی را دفع کند؛ بنابراین مصرف مس، وزن دستگاه و هزینه ساخت کاهش مییابد. علاوه بر این، کنترل بهتر دمای تقطیر موجب افزایش ضریب عملکرد چیلر، کاهش استهلاک کمپرسور و بهبود پایداری عملکرد سیستم میشود.
در نتیجه، در رادیران میدانیم که هرچند آب درون تیوبهای مسی ضریب انتقال حرارت بالاتری دارد، اما محدودکننده اصلی در کندانسور آبی معمولاً سمت مبردِ پوسته است. به همین دلیل، لولههای مسی 4/3 اینچ برای کارایی بهتر باید دارای فین یا پره بیرونی باشند تا سطح مؤثر انتقال حرارت افزایش یافته و عملکرد کلی کندانسور بهینه شود.
