フィン付きチューブは熱交換効率を高めるためのものです。通常、熱交換効率を向上させるために、熱交換チューブの外表面積（または内表面積）を増やすために、熱交換チューブの表面にフィンが付加される。コンデンサーは空調システムの機械部品であり、パイプ内の熱をパイプ近くの空気に素早く伝達します。ほとんどの車は給水タンクの前に置かれています。
気体または蒸気を液体に変換する装置。発電所ではタービンから排出された蒸気を凝縮するために多くの復水器が使用されています。コンデンサーは、アンモニアやフレオンなどの冷凍蒸気を凝縮するために冷凍プラントで使用されます。石油化学産業では、炭化水素やその他の化学物質の蒸気を凝縮するためにコンデンサーが使用されます。蒸留プロセスにおいて、蒸気を液体に変換する装置はコンデンサーと呼ばれます。すべての凝縮器は、ガスまたは蒸気の熱を奪うことによって動作します。
1. 一般的なコンデンサの種類と特徴
「液化器」としても知られる凝縮器は、蒸気が熱を放出して液化する熱交換器です。さまざまな冷却媒体と冷却方法に応じて、凝縮器は水冷式、空冷式、蒸発式の 3 つのタイプに分類できます。-
1) 水冷コンデンサー
水冷コンデンサーは水を冷却媒体として使用し、水の温度上昇によって凝縮熱を奪います。{0}}水冷コンデンサーは、高い熱伝達効率とコンパクトな構造が特徴です。現在、水資源の不足により、水冷凝縮器で使用される冷却水はリサイクルされるのが一般的です。{3}}主な欠点は、特別な冷却水循環システムを設置する必要があり、初期投資と水処理コストが高いことです。一般的に使用される水冷凝縮器には、水平シェルアンドチューブ型、垂直シェルアンドチューブ型、およびケーシング型があります。
水冷コンデンサーは通常、大型および中型の空調冷凍装置や産業用冷凍機で使用されます。その中でもシェルアンドチューブ コンデンサーが最も一般的に使用されます。{0}{1}シェルアンドチューブ凝縮器では、通常、冷媒はチューブの外側で凝縮し、水はチューブ内を流れます。現在、シェルアンドチューブコンデンサーには、平滑管束と巻かれた低いフィン付き管 (スパイラル管) の 2 種類があります。一般に、アンモニア用の水平シェルアンドチューブ凝縮器は主に平滑管束を採用し、フロン凝縮器は主に圧延低フィン管を採用します。
2) 空冷コンデンサー
空冷コンデンサーは空冷コンデンサーとも呼ばれます。{0}冷媒はパイプ内で凝縮し、冷媒が放出した熱は空気によって奪われます。凝縮器には自然対流空冷凝縮器と強制対流空冷凝縮器があります。空気の対流熱伝達率が低い(25~35W/m・2K)ため、空冷コンデンサーの熱伝達効率は水冷コンデンサーよりも低く、凝縮温度と圧力は高くなります。-
また、熱交換負荷が一定の場合、空冷凝縮器は水冷凝縮器よりも必要な伝熱面積が大きくなるため、設備の量も質も大きくなり、占有面積も大きくなります。ただし、コールドとホットの両方で使用でき、初期投資が低く、システムの保守管理が比較的簡単です。空冷コンデンサーは工学現場で広く使用されており、冷凍システムだけでなく空調システムにも使用できます。最大の利点は冷却水が不要なため、特に水不足地域や給水困難な場面に適しています。特に小型冷凍・空調の分野で広く使用されています。
3) 蒸発凝縮器
蒸発凝縮器は、蒸発凝縮と顕熱交換に基づいています。冷媒が放出した熱は、冷却水と空気によって同時に奪われます。パイプ内を冷媒が流れ、パイプの外に冷却水が噴霧されます。蒸発時にガス化潜熱を吸収し、配管内の冷媒を冷却し凝縮させます。蒸発凝縮器では、凝縮器内の冷却水の顕熱伝達段階が省略され、凝縮温度が空気の湿球温度に近くなり、水冷凝縮器システムよりも 3 ～ 5 度低くすることができるため、コンプレッサーの消費電力が大幅に削減され、水の消費量は水冷凝縮器の約 1/3 にすぎません-システム。
中国における蒸発凝縮器の開発と応用は遅れており、これまでは主に大規模なアンモニア冷凍システムに使用されていました。{0}近年、電力資源や水資源の不足により、省エネ・節水の熱交換装置として蒸発凝縮器の研究・応用が注目されており、蒸発凝縮器の製品技術の成熟とさらなる応用が促進されています。現在、一部のメーカーがその構造を改良し、セントラル空調機に応用しています。
制御が必要な冷凍および空調システムや劣悪な動作環境の場合、蒸発式凝縮器はプロセス制御の要件を満たすのが容易です。エンジニアリング用途では、この製品を使用して従来の「水冷コンデンサー + 冷却塔」モードを置き換えると、増加した初期投資は通常約 1 年で回収でき、経済的メリットは明らかであることが示されています。
2. 凝縮器で一般的に使用される強化された熱伝達フィン付きチューブ
熱伝達プロセスは、固体壁を介してある流体から別の流体に熱を伝達するプロセスです。工学的実践において、熱交換器の熱伝達性能の強化は主に、熱交換チューブの両側の媒体と内壁と外壁の間の対流熱伝達プロセスを強化することから始まります。一般的な熱伝達強化技術には次のものがあります。
(1) 表面コーティング。
(2) 表面が粗い。
(3) 拡張された表面。
(4) 各種内ねじ・外ねじパイプ。
(5) ネタバレ要素。
(6) 添加物。
(7) 衝撃熱伝達。さまざまな熱伝達向上技術の中でも、熱伝達を向上させる主な手段として壁にフィンを追加する技術がエンジニアリングで広く使用されています。フィンチューブ熱交換器は、効率的な熱伝達とコンパクトな構造の特徴を備えています。冷凍空調装置、航空宇宙機器、太陽熱集熱器、電子機器などに広く使用されています。コンデンサーなどに広く使われています。
フィン付きチューブには多くの種類があり、新品種も登場しており、この分野では多くの研究が行われています[4～6]。一般にフィン付きチューブは、加工技術、フィン形状、材質、用途などにより分類できます。凝縮器において、一般的に使用されるフィン付きチューブは次のような形状です。
1) 雌ねじパイプ
2) 一体型スパイラルフィン付きチューブ
3) スパイラル溝付きチューブ
凝縮器には、ねじ付きフィン付きチューブ、ジャケット付きフィン付きチューブ、ベローズ、スパイラルツイストチューブ、スパイラル巻きチューブなどの高効率伝熱要素が広く使用されており、伝熱効果が大幅に向上しています。さらに、新しい歯付き伝熱管が依然として登場しています。スムースチューブと比較すると、次のような共通の特徴があります。
(1) 異なる形状のフィンは、伝熱壁を粗くし、静的な層流境界層を破壊し、対流熱伝達係数を改善し、さまざまな程度で熱伝達を高めることができます。
(2) 一定の負荷の下では、凝縮器の必要面積を大幅に削減できます。
(3) ほとんどの人の常識によれば、フィン付きチューブの表面が粗いとスケーリングが発生しやすいです。実際、粗い表面によって引き起こされる乱流は静的境界層を破壊し、汚れが付着しにくくします。汚れが付着している場合でも、汚れは離散的なフレーク状を呈する。設備運転時の温度変化により配管が膨張・収縮し、汚れと配管壁材との大きな膨張差により剥離が発生し、媒体の衝撃により自然脱落します。平滑管スケール層は、自己剥離力のない円柱状となっています。したがって、フィン付きチューブのスケーリングは、滑らかなチューブのスケーリングほど深刻ではありません。
コンデンサーの応用範囲は非常に広く、特に冷凍および空調システムに当てはまります。主要な熱伝達装置の 1 つである凝縮器の性能は、装置全体の動作性能に直接影響します。したがって、凝縮器内の熱伝達プロセスの強化がますます注目されています。
凝縮装置の全体的な性能を向上させるために、チューブの形状や表面特性を変更して熱伝達プロセスを強化し、凝縮器の効率を向上させることが国内外の凝縮器開発のトレンドになっています。ベインフィンチューブ熱交換器は、新しいタイプの高効率熱伝達要素です。-独自のシート構造と加工プロセスフローにより、空気冷却器製品の全体寸法がよりコンパクトになり、熱交換効率が高く、軽量になります。
