КПД пластинчатого теплообменника

Допустим ли термин «КПД» по отношению к теплообменному аппарату?

Если отвечать на этот вопрос буквально, то нет. Ответ очевиден: теплообменный аппарат является всего лишь резервуаром, в котором происходит процесс передачи тепла от более нагретой к менее нагретой среде. Энергия в теплообменнике не вырабатывается (в отличие от, например, электрического ТЭНа или двигателя).

В каких случаях используют термин «КПД» по отношению к теплообменному аппарату?

Иногда термин «КПД» ошибочно применяют для интегральной оценки теплового процесса, происходящего внутри теплообменника. Как известно, чем больше разность температур между рабочими средами, тем быстрее протекает процесс теплообмена между ними.

         Рассмотрим случай: имеется некая рабочая среда, которую нужно нагреть. Греющая среда заходит в теплообменник с определённой температурой.

         Процесс нагрева имеет 2 предельных случая:

1. Температура выхода холодной среды равняется её же температуре входа. То есть теплообмен нулевой, эффективность процесса равна нулю.

2. Температура выхода холодной среды равняется температуре входа горячей среды. То есть теплоноситель полностью отдал всё своё тепло холодной среде, эффективность процесса равна 100 %.

         Необходимо отметить, что в данном случае речь идёт исключительно о процессе нагрева, но при этом связь с площадью теплообменника однозначная:

в 1-м случае площадь нулевая,

во 2-м случае площадь равняется математической бесконечности.

Естественно, в реальности аппарата с бесконечной площадью не существует, поэтому и данного равенства температур быть не может, о чём и говорит всем известный закон термодинамики.

По каким параметрам оценивать эффективность теплообменных аппаратов?

Эффективность теплообменного аппарата определяется отношением величины теплоотдачи к гидравлическому сопротивлению.

Стремление к максимально высокой теплоотдаче при минимальных потерях давления лежит в основе разработки всех современных высокоэффективных теплообменников. Данные аппараты выигрывают по массогабаритным характеристикам, кроме того, они, как правило, более привлекательны с экономической точки зрения (за исключением тех случаев, когда затраты на производство превышают энергетическую эффективность).

В настоящее время вопросы эффективности занимают основное место в трудах ведущих мировых учёных, работающих в области теплообмена и гидравлики. Но к термину «КПД» это не имеет никакого отношения…

image/svg+xml