熱交換器とは?

高温の流れから低温の流れへ、混ぜずに熱を移す機器です。

排ガスの熱で燃焼用空気や水を温めるなど、捨てていた熱を回収する量と出口温度を見積もれます。

暖かい部屋の空気で冷たい外気を温める換気装置も熱交換器です。

UA、有効度、熱交換量、どちらかの出口温度のうち1つで指定します。両方の流れのエンタルピー収支から出口状態を求め、温度が交差する(低温側が高温側より熱くなる)指定は計算しません。液体側が沸騰するような条件も、相変化を扱わないため計算しません。

UAで指定した場合は
Q = UA\,\frac{\Delta T_1 - \Delta T_2}{\ln(\Delta T_1 / \Delta T_2)}
を Q について解きます(\Delta T_1, \Delta T_2 は両端の温度差)。有効度は \varepsilon = Q / Q_{\max} で、Q_{\max} は一方の流れが他方の入口温度に達する熱量の小さい方です。

対数平均温度差は両端の温度で求め、熱交換器内での比熱の変化は考慮しません。熱損失はないものとします。