Värmeväxling

Värmeväxling är processen där termisk energi överförs från ett medium till ett annat med olika temperaturer utan att medierna blandas. Syftet är att värma eller kyla ett system, återvinna spillvärme och förbättra energieffektiviteten i olika applikationer, från byggnader till industrier och fordon.

Värmeväxlare används för att överföra värme mellan två eller flera medier som oftast färdas i separata kanaler eller genom separata byggkomponenter. Överföringen sker främst genom konvektion och ledning i vätskor och fasta material, samt i vissa fall genom strålning. Vanliga konstruktioner är shell-and-tube, plattvärmeväxlare och luftkylare. De kan vara motströms- eller parallellflödeslösningar, där motsatt riktning ofta ger större temperaturskillnad och bättre prestanda över spannet.

Prestanda och dimensionering bygger på begrepp som det övergripande värmeöverföringskoefficienten (U), värmemängden Q och den logaritmiska medeltemperaturskillnaden (ΔT_lm). I praktiken bedöms även effektivitet, motstånd mot igensättning (fouling), materialval och tryckfall mellan medierna. Vanliga analyser inkluderar NTU-metoden och LMTD-beräkningar. Särskilda faktorer som korrosion, temperatur- och tryckbegränsningar samt underhåll krävs ofta i designen.

Användningsområden omfattar inomhusklimat och ventilationssystem, industriell processvärme och kylning, kraftproduktion, kyl- och frysinstallationer samt fordonskylning. Rätt utformning av värmeväxlare kan avsevärt minska energiförbrukningen och möjliggöra effektiv återanvändning av spillvärme.