Kanatlı borulu ısı değiştirici, boşa harcanan enerjiyi yeniden kullanabilen, enerji tasarrufu sağlayan çok iyi bir teknoloji ekipmanıdır. Kanatlı borulu ısı değiştirici, ısı değiştirici ailesinin bir üyesidir. Bugün kanatlı borulu ısı değiştiricilerin bazı temel çalışma prensiplerini ve önemli özelliklerini tanıtıp analiz edeceğiz, böylece herkes kanatlı borulu ısı değiştiricileri daha iyi anlayabilir.
Kanatlı borulu ısı eşanjörü genellikle saptırma plakaları, kanatçıklar, contalar ve kılavuz plakalardan oluşur. Kanatlar, kılavuzlar ve contalar, kanal adı verilen bir sandviç oluşturacak şekilde iki bitişik bölme arasına yerleştirilir. Sandviç, farklı akışkan yollarına göre istiflenir ve tam bir plaka demeti halinde lehimlenir. Plaka demeti, kanatlı borulu bir ısı değiştiricinin oluşturulması için gerekli kafalar, nozüller, destekler vb. ile kanatlı borulu ısı değiştiricinin çekirdeğidir.
Isı transfer mekanizması açısından kanatlı borulu ısı değiştirici hala omuz-kollu ısı değiştiriciye aittir. Ana özelliği, uzatılmış bir ikincil ısı değişim yüzeyine (kanatçık) sahip olmasıdır, bu nedenle ısı transfer işlemi yalnızca birincil ısı değişim yüzeyinde (bölme) değil, aynı zamanda ikincil ısı değişim yüzeyinde de gerçekleştirilir. Bir yüzeyi düşük sıcaklıklı bir yan ortama dönüştürmenin yanı sıra, yüksek sıcaklıklı yan ortamın ısısı, kanat yüzeyinin yükseklik yönünün bir kısmı boyunca da aktarılabilir, yani kanadın yükseklik yönü boyunca, ısıyı dönüştüren bir saptırma plakası vardır ve daha sonra ısı, düşük sıcaklıklı yan ortama aktarılır.
Kanat yüksekliği gelişimi kanat kalınlığının ötesinde büyük ölçüde arttığından, kanat yüksekliği boyunca ısı iletimi analiz süreci düzgün bir ince kılavuz çubuğa benzer. Bu durumda kanadın termal direnci göz ardı edilemez. Kanadın her iki ucundaki sıcaklık, saptırma plakasının sıcaklığından daha büyük veya ona eşittir. Kanatçık ve ortam ısıyı konveksiyon yoluyla dağıttığından, ortam sıcaklığı kanatçığın ortasına gelene kadar sıcaklık artmaya ve azalmaya devam edebilir.
Kanatlı borulu ısı değiştiriciler yüksek ısı transfer verimliliğine sahiptir çünkü kanadın akışkana olan rahatsızlığı sınır tabakasının sürekli olarak kırılmasına neden olur ve ısı transfer katsayısı büyüktür. İkincil yüzey genleşmesi nedeniyle, kanatlı borulu ısı değiştiricinin spesifik yüzey alanı 1000㎡/m3'e ulaşabilir. Kompakt yapısından dolayı çoğunlukla alüminyum alaşımından yapılmakta olup, artık çelik, bakır ve kompozit malzemelerin de seri üretimi yapılmaktadır. Adaptif fin-borulu ısı değiştiriciler gaz-gaz, gaz-sıvı, sıvı-sıvı ve çeşitli akışkanlar arasında ısı alışverişi ve faz değişimi için kullanılabilir. Akış kanallarının düzeni ve kombinasyonu sayesinde ters akış, çapraz akış, çoklu akış ve çoklu akış gibi farklı ısı değişim koşullarına uyum sağlayabilir. Ünitelerin seri, paralel ve seri-paralel bağlantı kombinasyonlarının iyileştirilmesiyle ülkemdeki büyük ölçekli kurumsal ekipmanların ısı değişim ihtiyaçları karşılanabilecektir. Maliyetleri azaltmak için endüstriyel kalıplama ve seri üretim yapılabilir, blok birleştirme yoluyla değiştirilebilirlik genişletilebilir.
Üretim teknolojisi süreci katı ve karmaşıktır. Tıkanması kolaydır, korozyona dayanıklıdır, temizlenmesi ve bakımı ise çok zordur. Bu nedenle yalnızca ısı değişim ortamının temiz, aşındırıcı olmadığı, kireçlenmediği ve tıkanmasının kolay olmadığı durumlarda kullanılabilir.
