Superfici a microcanali in condensazione

L’industria automobilistica utilizza da tempo scambiatori di alluminio brasati come condensatori ed evaporatori dell’impianto di condizionamento dell’aria e come radiatori, e raffreddatori. I condensatori sono costruiti con un tubo piatto di alluminio estruso di piccolo diametro idraulico (dh  0.44 mm) e piccoli spessori di parete (fino a 0.2 mm). Rispetto al classico tubo circolare, questo “tubo” piatto riduce la caduta di pressione lato aria perché oppone meno area frontale al flusso dell’aria; inoltre migliora lo scambio termico lato refrigerante utilizzando opportune circuitazioni in parallelo. Non è presente poi la regione a scia dietro al tubo, caratterizzata da bassi coefficienti lato aria, e l’efficienza dell’aletta è generalmente più alta. La Figura 1 mostra un esempio di condensatore con tubo di alluminio brasato con tre passaggi lato refrigerante con numero di tubi ridotto ad ogni passaggio, per mantenere alti la velocità del vapore e il coefficiente di scambio durante la condensazione. La superficie alettata di Figura 1 è costituita da alette con intagli (630-1024 alette/m), con spessore dell’aletta 0.1 mm. Il passo degli intagli è compreso tra 1 e 1.5 mm (Webb, 2000). La Figura 2 mostra alcuni esempi di geometria di tubi usati in questi condensatori. Il tubo contiene una rete di membrane tra le superfici piane che aumenta la resistenza alla pressione. Il codice che descrive il tubo è AA-BB-CCD, dove AA è la lunghezza del lato minore del tubo in millimetri, BB quella del lato maggiore, CC il numero di canali e D indica se la superficie interna è liscia (P) o microalettata (M). La Figura 2c mostra un tubo a superficie interna liscia, mentre le micro-alette di Figura 2b sono alte 0.2 mm. La Figura 2d mostra un tubo di diametro idraulico 0.44 mm con spessore di parete 0.3 mm (Webb ed Ermis, 2001).