El tubo con aletas sirve para mejorar la eficiencia del intercambio de calor. Normalmente, se añaden aletas en la superficie del tubo de intercambio de calor para aumentar el área de la superficie exterior (o el área de la superficie interior) del tubo de intercambio de calor, a fin de mejorar la eficiencia del intercambio de calor. El condensador es una parte mecánica del sistema de aire acondicionado, que puede transferir el calor de la tubería al aire cerca de la tubería de forma rápida. La mayoría de los coches se colocan delante del depósito de agua.
Dispositivo que convierte un gas o vapor en líquido. Muchos condensadores se utilizan en centrales eléctricas para condensar el vapor descargado por las turbinas; Los condensadores se utilizan en plantas de refrigeración para condensar vapores de refrigeración como el amoníaco y el freón. En la industria petroquímica, los condensadores se utilizan para condensar hidrocarburos y otros vapores químicos. En el proceso de destilación, el dispositivo que convierte el vapor en líquido se llama condensador. Todos los condensadores funcionan quitando el calor del gas o vapor.
1. Tipos y características comunes de condensadores
El condensador, también conocido como "licuador", es un intercambiador de calor en el que el vapor libera calor y se licua. Según los diferentes medios de enfriamiento y métodos de enfriamiento, los condensadores se pueden dividir en tres tipos: enfriados por agua-, enfriados por aire-y evaporativos.
1) Condensador enfriado por agua
El condensador-enfriado por agua toma agua como medio de enfriamiento y elimina el calor de condensación mediante el aumento de temperatura del agua. El condensador enfriado por agua tiene las características de alta eficiencia de transferencia de calor y estructura compacta. En la actualidad, debido a la escasez de recursos hídricos, el agua de refrigeración utilizada en el condensador enfriado por agua-generalmente se recicla. Su principal desventaja es que es necesario instalar un sistema especial de circulación de agua de refrigeración, que tiene una alta inversión inicial y un alto coste de tratamiento del agua. Los condensadores-enfriados por agua comúnmente utilizados son del tipo de carcasa y tubo horizontal, del tipo de carcasa y tubo vertical y del tipo de carcasa.
Los condensadores enfriados por agua se utilizan generalmente en dispositivos de refrigeración de aire acondicionado-de tamaño grande y mediano-y en refrigeración industrial, entre los cuales los condensadores de carcasa y tubos son los más utilizados. En el condensador de carcasa y tubos, el refrigerante generalmente se condensa fuera del tubo y el agua fluye en el tubo. En la actualidad, existen dos tipos de condensadores de carcasa y tubos: haz de tubos lisos y tubos enrollados con aletas bajas (es decir, tubos en espiral). Generalmente, el condensador de carcasa y tubos horizontales para amoníaco adopta principalmente un haz de tubos lisos, y el condensador de freón adopta principalmente tubos laminados con aletas bajas.
2) Condensador enfriado por aire
El condensador-enfriado por aire también se denomina condensador-enfriado por aire. El refrigerante se condensa en la tubería y el aire elimina el calor liberado por el refrigerante. El condensador incluye un condensador de refrigeración por aire por convección natural y un condensador de refrigeración por aire por convección forzada. Debido al bajo coeficiente de transferencia de calor por convección del aire (25 ~ 35 W / m · 2K), la eficiencia de transferencia de calor del condensador enfriado por aire-es menor que la del condensador enfriado por agua-y la temperatura y presión de condensación son más altas.
Además, cuando la carga de intercambio de calor es cierta, el área de transferencia de calor requerida por el condensador enfriado por aire-es mayor que la del condensador enfriado por agua-, por lo que el volumen y la calidad del equipo son enormes y la ocupación del terreno es grande. Sin embargo, se puede utilizar tanto para frío como para calor, con una baja inversión inicial y un mantenimiento y gestión del sistema relativamente sencillo. El condensador enfriado por aire se usa ampliamente en la práctica de la ingeniería, y puede usarse no solo en sistemas de refrigeración, sino también en sistemas de aire acondicionado. Su mayor ventaja es que no necesita agua de refrigeración, por lo que es especialmente adecuado para zonas con escasez de agua u ocasiones con difícil suministro de agua. Se utiliza especialmente en el campo de la pequeña refrigeración y el aire acondicionado.
3) condensador evaporativo
El condensador evaporativo se basa en la condensación evaporativa y el intercambio de calor sensible. El calor liberado por el refrigerante se elimina enfriando el agua y el aire al mismo tiempo. El refrigerante fluye por la tubería y el agua de refrigeración se rocía fuera de la tubería. Al evaporarse, absorbe el calor latente de gasificación para enfriar y condensar el refrigerante en la tubería. En el condensador evaporativo, se omite la etapa de transferencia de calor sensible del agua de refrigeración en el condensador, de modo que la temperatura de condensación está más cerca de la temperatura de bulbo húmedo del aire, que puede ser de 3 a 5 grados más baja que la del sistema de condensador enfriado por agua-, para reducir en gran medida el consumo de energía del compresor, y el consumo de agua es solo aproximadamente 1/3 del del sistema de condensador enfriado por agua-.
El desarrollo y la aplicación del condensador evaporativo en China van a la zaga, y en el pasado se utilizaba principalmente en sistemas de refrigeración de amoníaco a gran-escala. En los últimos años, debido a la escasez de recursos energéticos y hídricos, como equipo de intercambio de calor que ahorra -energía y agua-, la investigación y aplicación del condensador evaporativo han recibido amplia atención, lo que ha promovido la madurez y una mayor aplicación de la tecnología de productos de condensador evaporativo. En la actualidad, algunos fabricantes han mejorado su estructura y la han aplicado a unidades centrales de aire acondicionado.
Para aquellos sistemas de refrigeración y aire acondicionado que necesitan ser controlados y en ocasiones con un entorno operativo deficiente, el condensador evaporativo es más fácil de cumplir con los requisitos de control de procesos. La aplicación de ingeniería muestra que al utilizar este producto para reemplazar el modo tradicional "-condensador enfriado por agua + torre de enfriamiento", la mayor inversión inicial generalmente se puede recuperar en aproximadamente un año y el beneficio económico es obvio.
2. Tubos con aletas de transferencia de calor mejorada comúnmente utilizados en condensadores
El proceso de transferencia de calor es el proceso de transferencia de calor de un fluido a otro a través de una pared sólida. En la práctica de la ingeniería, el fortalecimiento del rendimiento de transferencia de calor del intercambiador de calor comienza principalmente con el fortalecimiento del proceso de transferencia de calor por convección entre los medios en ambos lados y las paredes interior y exterior del tubo de intercambio de calor. Las tecnologías comunes de mejora de la transferencia de calor incluyen:
(1) Revestimiento de superficie;
(2) Superficie rugosa;
(3) Superficie extendida;
(4) Varios tubos roscados internos y externos;
(5) Elemento spoiler;
(6) Aditivos;
(7) Transferencia de calor por choque. Entre las diversas tecnologías de mejora de la transferencia de calor, la adición de aletas en la pared, como medio principal para mejorar la transferencia de calor, se ha utilizado ampliamente en ingeniería. El intercambiador de calor de tubos con aletas tiene las características de transferencia de calor eficiente y estructura compacta. Ha sido ampliamente utilizado en dispositivos de refrigeración y aire acondicionado, equipos aeroespaciales, colectores solares y equipos electrónicos. Es ampliamente utilizado en condensadores.
Hay muchos tipos de tubos con aletas, están surgiendo nuevas variedades y hay muchos estudios en este campo [4 ~ 6]. Generalmente, los tubos con aletas se pueden clasificar según la tecnología de procesamiento, la forma de las aletas, el material, la aplicación, etc. En el condensador, el tubo con aletas de uso común tiene las siguientes formas.
1) Tubería con rosca interna
2) Tubo integral con aletas en espiral
3) Tubo ranurado en espiral
Los elementos de transferencia de calor de alta eficiencia, como tubos con aletas roscadas, tubos con aletas encamisados, fuelles, tubos retorcidos en espiral y tubos enrollados en espiral, se han utilizado ampliamente en los condensadores y el efecto de transferencia de calor se ha mejorado significativamente. Además, todavía están surgiendo nuevos tubos dentados de transferencia de calor. Comparados con los tubos lisos, tienen las siguientes características comunes:
(1) Las aletas con diferentes formas pueden hacer que la pared de transferencia de calor sea rugosa, destruir la capa límite laminar estática, mejorar el coeficiente de transferencia de calor por convección y mejorar la transferencia de calor en diversos grados;
(2) Bajo cierta carga, el área requerida del condensador se puede reducir considerablemente;
(3) Según el sentido común de la mayoría de las personas, la superficie rugosa del tubo con aletas es fácil de provocar incrustaciones; De hecho, el flujo turbulento causado por la superficie rugosa destruye la capa límite estática, lo que dificultará la adherencia de la suciedad; Incluso si hay suciedad adherida, la suciedad también presenta una discreta forma de escamas. El cambio de temperatura durante el funcionamiento del equipo hace que la tubería se expanda y contraiga, lo que provocará que se pele debido a la enorme diferencia de expansión entre la suciedad y el material de la pared de la tubería, y se caiga por sí sola bajo el impacto del medio. La capa de escala del tubo liso es un cilindro sin ninguna fuerza de autodesprendimiento. Por lo tanto, la incrustación en los tubos con aletas no es mucho más grave que la de los tubos lisos.
El rango de aplicación del condensador es muy amplio, especialmente en sistemas de refrigeración y aire acondicionado. Como uno de los principales equipos de transferencia de calor, el rendimiento del condensador afecta directamente el rendimiento de funcionamiento general del dispositivo. Por lo tanto, se ha prestado cada vez más atención a la mejora del proceso de transferencia de calor en el condensador.
Para mejorar el rendimiento general de los equipos de condensación, se ha convertido en una tendencia en el desarrollo de condensadores en el país y en el extranjero fortalecer el proceso de transferencia de calor mediante la transformación de la forma del tubo o las propiedades de la superficie para mejorar la eficiencia del condensador. El intercambiador de calor de tubos con aletas Bain es un nuevo tipo de elemento de transferencia de calor de alta-eficiencia. Su estructura de lámina única y su flujo de proceso de procesamiento hacen que los productos de enfriadores de aire tengan dimensiones generales más compactas, mayor eficiencia de intercambio de calor y peso más liviano.
