Συσκευή σωλήνα ψύκτη αέρα ASME SA179 με αλουμίνιο 1060 και ενσωματωμένο σωλήνα τύπου G

Δέσμη σωλήνων για αερόψυκτρο, ASME SA179 με αλουμίνιο 1060, ενσωματωμένο σωλήνα με πτερύγια τύπου G, εφαρμογή σε διυλιστήριο πετρελαίου

Η δέσμη σωλήνων είναι ένα βασικό εξάρτημα ενός αερόψυκτρου. Αποτελείται από πολλαπλούς σωλήνες μέσω των οποίων ρέει το υγρό που πρόκειται να ψυχθεί και η θερμότητα μεταφέρεται στον περιβάλλοντα αέρα. Ακολουθεί μια εισαγωγή στη δέσμη σωλήνων ενός αερόψυκτρου:
 

Δομή

• Σωλήνες: Συνήθως κατασκευασμένοι από μεταλλικά υλικά όπως χαλκό, αλουμίνιο ή χάλυβα. Οι σωλήνες είναι διατεταγμένοι σε ένα συγκεκριμένο μοτίβο, όπως σε σειρά ή σε διάταξη ζιγκ-ζαγκ. Η διάμετρος και το μήκος των σωλήνων μπορεί να ποικίλλουν ανάλογα με τις συγκεκριμένες απαιτήσεις του αερόψυκτρου. Για παράδειγμα, σε ορισμένα αερόψυκτρα μικρής κλίμακας, η διάμετρος των σωλήνων μπορεί να είναι σχετικά μικρή, περίπου 10 - 20 mm, ενώ σε βιομηχανικά αερόψυκτρα μεγάλης κλίμακας, η διάμετρος των σωλήνων μπορεί να είναι 50 mm ή περισσότερο και το μήκος μπορεί να είναι αρκετά μέτρα.
• Πτερύγια: Προσαρτημένα στο εξωτερικό των σωλήνων για να αυξήσουν την επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας. Τα πτερύγια μπορούν να κατασκευαστούν από διάφορα υλικά, όπως κράμα αλουμινίου. Οι κοινοί τύποι πτερυγίων περιλαμβάνουν ευθύγραμμα πτερύγια, κυματιστά πτερύγια και πτερύγια με ακίδες. Το βήμα και το ύψος των πτερυγίων επηρεάζουν επίσης την απόδοση μεταφοράς θερμότητας. Ένα μικρότερο βήμα πτερυγίων και ένα μεγαλύτερο ύψος πτερυγίων μπορούν να αυξήσουν την επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας, αλλά μπορεί επίσης να αυξήσουν την αντίσταση του αέρα.

Τύποι

• Δέσμη σωλήνων με σταθερό φύλλο σωλήνων: Τα άκρα των σωλήνων είναι στερεωμένα στο φύλλο σωλήνων και το φύλλο σωλήνων συνδέεται με το κέλυφος του αερόψυκτρου. Αυτός ο τύπος δέσμης σωλήνων είναι απλός στη δομή και εύκολος στην κατασκευή, αλλά δεν είναι κατάλληλος για περιπτώσεις όπου η δέσμη σωλήνων πρέπει να αποσυναρμολογηθεί για καθαρισμό ή συντήρηση. Χρησιμοποιείται συνήθως σε ορισμένα αερόψυκτρα με σχετικά καθαρά μέσα εργασίας και χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης.
• Δέσμη σωλήνων σε σχήμα U: Οι σωλήνες είναι λυγισμένοι σε σχήμα U και τα δύο άκρα των σωλήνων είναι στερεωμένα στο ίδιο φύλλο σωλήνων. Αυτή η δομή επιτρέπει στη δέσμη σωλήνων να διαστέλλεται και να συστέλλεται ελεύθερα με τις αλλαγές θερμοκρασίας, μειώνοντας τη θερμική καταπόνηση. Είναι κατάλληλο για εφαρμογές με μεγάλες διαφορές θερμοκρασίας. Και είναι βολικό για καθαρισμό και συντήρηση επειδή η δέσμη σωλήνων μπορεί να τραβηχτεί έξω από το κέλυφος. Ωστόσο, η διαδικασία κατασκευής των δεσμών σωλήνων σε σχήμα U είναι πιο περίπλοκη.
• Δέσμη σωλήνων με πλωτή κεφαλή: Το ένα άκρο της δέσμης σωλήνων είναι στερεωμένο και το άλλο άκρο μπορεί να επιπλέει ελεύθερα. Αυτός ο σχεδιασμός μπορεί να αντισταθμίσει αποτελεσματικά τη θερμική διαστολή και συστολή της δέσμης σωλήνων και είναι κατάλληλος για εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης. Διευκολύνει επίσης την αποσυναρμολόγηση και τη συντήρηση της δέσμης σωλήνων. Αλλά η δομή είναι σχετικά περίπλοκη και το κόστος είναι υψηλότερο.

Αρχή λειτουργίας

Το υγρό που πρόκειται να ψυχθεί εισέρχεται στη δέσμη σωλήνων μέσω του ακροφυσίου εισόδου και ρέει μέσω των σωλήνων. Καθώς το υγρό ρέει, η θερμότητα μεταφέρεται από το υγρό στο τοίχωμα του σωλήνα. Στη συνέχεια, μέσω των πτερυγίων στο εξωτερικό του σωλήνα, η θερμότητα μεταφέρεται περαιτέρω στον περιβάλλοντα αέρα. Ο αέρας αναγκάζεται συνήθως να ρέει πάνω από τη δέσμη σωλήνων από έναν ανεμιστήρα ή φυσική μεταφορά, η οποία απομακρύνει τη θερμότητα και ψύχει το υγρό στη δέσμη σωλήνων.