Echangeurs de chaleur : puissance et efficacité

Utiliser la formule de Hausbrand

ConseilDes résultats trompeurs

Les résultats de la formule de Hausbrand peuvent être trompeurs.

Si l'on fixe les deux régimes de températures primaire et secondaire :

  • les deux types d'échangeurs permettent de réaliser l'échange,

  • l'échangeur à courants parallèles avec une puissance moindre, ce qui a pour effet de réduire les débits calorifiques pour les mêmes niveaux de température,

  • or dans un système énergétique transportant de la chaleur, la puissance et les débits sont fixés par le pouvoir caloporteur des fluides ; le débit est toujours une donnée d'entrée d'un problème d'échangeur.

AttentionInfluence de la configuration sur les débits

Dans le cadre de l'exercice précédent, les débits au primaire sont :

  • Echangeur à contre courant : 0,101 kg/s pour une puissance égale à 6336 W

  • Echangeur à courants parallèles : 0,0906 kg/s pour une puissance égale à 5691 W

Pour que les niveaux de température soient respectés, les débits calculés par la formule de Hausbrand s'adaptent au potentiel d'échange de l'échangeur dû au matériau qui compose la paroi séparatrice, à la longueur de l'échangeur et aux niveaux de température.

AttentionMoins d'efficacité

Si l'on doit remplacer l'échangeur à contre courant par un échangeur à courants parallèles, tout en conservant le débit de l'échangeur à contre courant, alors la température de sortie serait de 35,5°C au lieu des 40°C requis.

L'échangeur à courant parallèle est donc moins efficace que l'échangeur à contre courant :

  • car il transfère moins de puissance à des régimes de températures imposés, en réduisant les débits des fluides,

  • car il ne permet pas d'atteindre le régime demandé au secondaire si on lui impose le débit d'un échangeur à contre courant au primaire ; dans ce cas, il faut augmenter sa longueur pour qu'il distribue la puissance et que le fluides atteignent les températures souhaitées.

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