Endüstriyel ısı değişim sistemlerinde, soğutma kapasitesi, tüplü bir kondansörün (şel ve tüp kondansörü olarak da bilinir) performansını ölçmek için kritik bir termodinamik parametredir.Bu, ekipmanın bir sistemden birim zaman başına çıkarabileceği termal yükü temsil eder.Soğutma kapasitesinin doğru hesaplanması, tüm soğutma sisteminin çalışma verimliliğini ve süreç istikrarını doğrudan belirler.
Soğutma kapasitesinin hesaplanması, enerji tasarrufu ve ısı transferi ilkelerine sıkı bir şekilde uyar.Ekipman, kabuk tarafından veya boru tarafından akan bir soğutma ortamı ( soğutma suyu veya özel soğutma maddeleri gibi) aracılığıyla işlem tarafından ısı emiyor ve uzaklaştırıyor.Son soğutma kapasitesi aşağıdaki üç parametreyle yakından ilişkilidir:
Soğutma ortamının akış hızı, ısı taşıma kapasitesinin temelidir.Tüplerin içindeki soğutma suyunun akış hızı genellikle 1 arasında kontrol edilir.5 m/s ve 2.5 m/s. Daha yüksek akış hızı, ısı değişim borularından geçen sıvı tarafından birim başına daha fazla ısı taşınması anlamına gelir.Sistemin dinamik soğutma kapasitesinde orantılı bir artışa yol açan.
Sıcaklık farkı, ısı aktarımının temel fiziksel itici kuvvetidir.Giriş ve çıkış soğutma suyu arasındaki etkin sıcaklık farkı ne kadar büyükse (endüstriyel soğutma kulesi su sistemleri için standart tasarım tipik olarak 5 °C'den 10 °C'ye kadar), veya sıcak ve soğuk sıvılar arasındaki logaritmik orta sıcaklık farkı (LMTD) ne kadar büyükse, ısı iletkenliği için itici kuvvet o kadar güçlüdür.genişletilmiş bir sıcaklık farkı, karşılık gelen soğutma kapasitesini önemli ölçüde artıracaktır..
Soğutma kapasitesi ekipmanın toplam ısı aktarım katsayısı (U-değeri) ile sınırlıdır.Isı aktarım verimliliği doğrudan tüp malzemesine bağlıdır (örneğin ASME SA213 TP304/316L paslanmaz çelik gibi), karbon çelik veya bakır borular), duvar kalınlığı tasarımı ve yüzey kirlenme karşıtı yetenekleri.Malzemenin ısı iletkenliği ne kadar yüksekse, boru duvarının ve kirlenme katmanının ısı direnci de o kadar düşüktür., ısı soğutma suyuna aktarmak için boru duvarına ne kadar hızlı nüfuz ederse, gerçek soğutma kapasitesinin daha yüksek performansına yol açar.
Ekipman satın alındığında ve mühendislik boru ağlarının tasarlandığında, soğutma kapasitesinin seçilmesi, süreç tarafının gerçek termal yük gereksinimlerine sıkı bir şekilde uymalıdır:
Aşırı soğutma kapasitesinin gereksiz olduğu tasarımlar hacimli ekipmanlara yol açar.Bu, sadece malzeme üretim maliyetlerini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda destekleme su pompalarının baş ve akış gereksinimlerini de gereksiz yere arttırır., uzun vadede operasyon enerjisinin israfına neden olur.
Tersine, düşük bir soğutma kapasitesi, yüksek sıcaklıklı yaz koşullarında veya tam yüklü işlemlerde hedef süreç soğutma sıcaklığına ulaşamaz.Yüksek sıcaklık alarmlarını yukarıdaki ekipmanlarda veya hatta sistem durgunluğunda kolayca tetikler..
Bu nedenle, tüplü bir kondansör seçerken, malzemelerin fiziksel özelliklerini göz önünde bulundurarak titiz termodinamik denge hesaplamaları yapılmalıdır.çevresel aşırı sıcaklıklar, ve nominal sistem akış parametreleri, ekipmanların verimli, istikrarlı ve düşük enerji tüketimi ile çalışmasını sağlamak için.
