Одним из основных показателей эффективности любого оборудования считается его коэффициент полезного действия — КПД. В этом плане не являются исключением и теплообменные устройства. Их КПД зависит от различных факторов, но в первую очередь от того, насколько верно был сделан расчет и выполнено конструктивное решение теплообменного оборудования.
Наиболее востребованными в промышленности, народном хозяйстве и быту стали пластинчатые теплообменники — за счет простоты конструкции и высокого показателя КПД, который обеспечивается тем, что обмен тепловой энергией в нем ведется через тонкие (толщиной всего около двух миллиметров) металлические пластины, но зато большой общей площади. По сути вся площадь теплообмена равна общей площади набора пластин в аппарате. Суммарно она может доходить до нескольких десятков квадратных метров. Этот показатель напрямую влияет на мощность устройства.
Если обмен тепловой энергией происходит между одинаковыми средами, то КПД теплообменника будет наибольшим. В жидкостных субстанциях он в несколько раз выше, чем в газовой среде. В пластинчатых теплообменниках, как правило, преобладают жидкостные субстанции под невысоким давлением. В таком случае КПД теплообменника, работающего по системе вода-вода, будет достигать 85 процентов, а по системе воздух-воздух — всего 50, от силы 60 процентов. Для получения максимально возможного КПД необходимо постоянное сохранение равенства поперечных сечений каналов для обеих сред. Пластинчатая конструкция теплообменника это легко обеспечивает, поскольку используются пластины одинаково гофрированные и одного стандартного размера.
Как производится замер КПД теплообменника
Значение КПД теплообменника находят выполнением изменения температуры в четырех разных точках на входе и выходе обеих сред. С помощью термодатчиков подбирается оптимальный вариант формы пластин, размер сечения трубопроводов, скорости потока и ряд других параметров. Все данные учитываются при ведении расчета КПД теплообменника на стадии проектирования.
Для того чтобы повысить КПД теплообменника, прибегают к расширению площади теплообмена, что влечет за собой увеличение габаритов, веса, а отсюда и стоимости аппаратуры. Тем более с увеличением габаритов повышается угроза образования протечек. Поэтому производители пытаются находить баланс между габаритными размерами и получением наилучшего КПД.