Η περιοχή μεταφοράς θερμότητας είναι μια κρίσιμη παράμετρος σε έναν εναλλάκτη θερμότητας κελύφους και σωλήνα, καθορίζοντας θεμελιωδώς την θερμική απόδοση του εξοπλισμού και τη συνολική θερμική ικανότητα ανταλλαγής.Είτε βελτιστοποιεί μια χημική διαδικασία είτε ένα βιομηχανικό σύστημα HVAC, η κατανόηση των ακριβών μεγεθών και των μεθόδων υπολογισμού του εναλλάκτη θερμότητας είναι απαραίτητη για την αξιόπιστη λειτουργία.
Η απαιτούμενη περιοχή μεταφοράς θερμότητας μπορεί να προσδιοριστεί επιστημονικά χρησιμοποιώντας τη θεμελιώδη θερμοδυναμική εξίσωση:
Α:Περιοχή μεταφοράς θερμότητας (m2 ή ft2)
Ε:Συνολικό θερμικό φορτίο ή ροή θερμότητας (W ή BTU/ώρα)
k (συνήθως υποδεικνύεται ως U):Συνολικός συντελεστής μεταφοράς θερμότητας (W/m2·K) ή BTU/hr·ft2·°F)
Δt (συχνά υπολογίζεται ως LMTD):Διαφορά μέσης θερμοκρασίας λογότυπου (K ή °C)
Με τον προσδιορισμό του απαιτούμενου θερμικού φορτίου, την εκτίμηση του συνολικού συντελεστή μεταφοράς θερμότητας και τον υπολογισμό της ακριβούς διαφοράς θερμοκρασίας,οι μηχανικοί μπορούν να προσδιορίσουν με ακρίβεια την βέλτιστη περιοχή μεταφοράς θερμότητας που απαιτείται για την ειδική τους εφαρμογή.
Κατά την οριστικοποίηση της επιλογής και του μεγέθους του εναλλάκτη θερμότητας, οι θεωρητικοί υπολογισμοί πρέπει να εξισορροπούνται με τους περιορισμούς της πραγματικής μηχανικής.
Για τις εργασίες που δίνουν προτεραιότητα στην αύξηση της παραγωγικής απόδοσης ή την ταχεία μεταφορά θερμότητας, απαιτείται μεγαλύτερη περιοχή μεταφοράς θερμότητας.Οι διαδικασίες που αποσκοπούν στην ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας και της πτώσης της πίεσης απαιτούν με ακρίβεια βελτιστοποιημένη, ενδεχομένως μικρότερη έκταση για τη διατήρηση της ισορροπίας του συστήματος.
Οι φυσικές ιδιότητες των υγρών εργασίας επηρεάζουν άμεσα τον συντελεστή μεταφοράς θερμότητας και τις διαφορές θερμοκρασίας.Η επεξεργασία υγρών υψηλής ιξώδους (που έχουν υψηλότερη αντίσταση ροής) απαιτεί ειδικές ρυθμίσεις μεγέθους και εκτιμήσεις ταχύτητας ροήςΕν τω μεταξύ, τα υγρά χαμηλής ιξώδους ικανότητας επιτρέπουν γενικά τη μεγιστοποίηση της αποτελεσματικής περιοχής μεταφοράς θερμότητας για την αύξηση της θερμικής απόδοσης.
Οι περιορισμοί του φυσικού χώρου και οι διαστάσεις του εξοπλισμού διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο.το υπερμεγέθος οδηγεί σε αυξημένο βάρος του εξοπλισμού, μεγαλύτερο αποτύπωμα εγκατάστασης και υψηλότερα κόστη κατασκευής και συντήρησης.
Η περιοχή μεταφοράς θερμότητας ενός εναλλάκτη θερμότητας κελύφους και σωλήνα είναι ο κύριος οδηγός των δυνατοτήτων θέρμανσης ή ψύξης του.χαρακτηριστικά του υγρούΗ επιλογή της κατάλληλης περιοχής εξασφαλίζει τη βέλτιστη θερμική απόδοση, την αξιόπιστη μακροχρόνια λειτουργία και τη μέγιστη απόδοση της επένδυσης.
