En el contexto de una escasez de energía mundial cada vez más grave y de presiones para reducir las emisiones de carbono, traditional shell-and-tube condensers struggle to meet the urgent demand for highly efficient and compact heat exchange equipment in modern engineering due to their low heat transfer efficiency and large sizePara abordar este cuello de botella, mejorar la eficiencia de los equipos de intercambio de calor se ha convertido en una vía clave para reducir el consumo de energía.

En un estudio se estudió sistemáticamente el rendimiento de transferencia de calor por condensación de los tubos reforzados horizontales de doble cara 1 (E1 2 y E2 3).En la investigación se utilizó el refrigerante respetuoso con el medio ambiente R134a en condiciones de funcionamiento típicas con una temperatura de saturación de 40°C, para realizar una comparación sistemática entre un tubo liso y dos tipos de tubos reforzados con aletas dentadas externas y micro costillas espirales internas.

The results not only validated the significant advantages of double-sided enhanced structures in improving heat transfer efficiency but also provided critical engineering insights for condenser design optimization, que responde directamente a la necesidad urgente de la industria de tecnologías de alta eficiencia y ahorro de energía.

Los resultados demostraron que las superficies mejoradas aumentaron significativamente el área efectiva de intercambio de calor y facilitaron el rápido drenaje del condensado,que permite que los coeficientes de transferencia de calor de condensación de los tubos E1 y E2 alcancen 11-14 veces el del tubo lisoEsto redujo notablemente el volumen del condensador y el consumo de material.

Las investigaciones posteriores revelaron que el aumento de la velocidad del agua de enfriamiento bajo una carga de calor constante podría amplificar aún más las ventajas de los tubos mejorados,Aunque la tasa de mejora se desaceleró a medida que la velocidad aumentóCuando el flujo de calor externo excedió aproximadamente 94 W*m−2, el tubo E1, con su altura de aleta más grande, mostró una degradación más significativa del rendimiento debido a la película de condensado espesa.mientras que el tubo E2, con su altura de aleta relativamente más pequeña, demostró una robustez superior en condiciones de alta carga.

Por lo tanto, para las aplicaciones dirigidas a densidades de flujo de calor bajas a medianas y que buscan una compacidad extrema, se puede dar prioridad al tubo mejorado E1 con un área de intercambio de calor más grande.En escenarios con cargas térmicas muy fluctuantes o densidades de flujo térmico altas, el tubo E2, con sus parámetros geométricos más robustos, ofrece una mayor fiabilidad operativa a largo plazo.

This study provides direct guidance for the structural optimization and material selection of next-generation high-efficiency condensers and lays an experimental foundation for the coupled design of environmentally friendly refrigerants and complex enhanced surfaces.

1. Tubos reforzados horizontales de doble cara: Un tubo de cobre con un tratamiento especial tanto en sus paredes exteriores como en las interiores, diseñado para hacer que la condensación sea más rápida y eficiente.Se llama "mejorado de doble cara" porque cuenta con "serraduras externas y ranuras internas"," y se conoce como "horizontal" porque el tubo se coloca horizontalmente.
2. El tubo E1: La pared exterior tiene 150 aletas dentadas, cada una de 0,8 mm de altura y 0,57 mm de distancia; la pared interior está grabada con 75 micro costillas en espiral, cada una de 0,26 mm de altura y en ángulo de 40°.
3. El tubo E2: Las aletas de la pared exterior son ligeramente más cortas (0,79 mm), más densamente espaciadas (0,55 mm) y menos numerosas (100); la pared interior tiene costillas en espiral más altas (0,42 mm) y con un ángulo mayor (45°),Pero sólo 38 en total..