Efficacité et rendement des échangeurs de chaleur

Avant d'expliquer la différence entre l'efficacité et le rendement d'un échangeur de chaleur, voici quelques rappels théoriques :

Un échangeur permet de transférer de la chaleur d'un fluide chaud vers un fluide froid. Les deux fluides n'échangent donc rien à proprement parler mais le fluide chaud cède au fluide froid une partie de la chaleur qu'il contient et ne reçoit rien en échange !

Il existe deux principaux types d'échangeurs :

L'échangeur à co-courant (ou à courants parallèles) et l'échangeur à contre-courant (ou à courants opposés).

Suite aux deux illustrations ci-dessus, il est facile de comprendre que grâce à l'inversion du sens de circulation d'un des deux fluides, l'échangeur à contre-courant transfère plus de chaleur que celui à co-courant.

Il est également très facile de comprendre que si la surface d'échange de cet échangeur à contre-courant était est infinie, la température de sortie du 2° fluide atteindrait la température d'entrée du premier fluide (si la nature et les débits des deux fluides étaient identiques).

Le rendement énergétique d'un échangeur doit se comprendre comme étant le rapport entre la puissance transmise et celle qui aurait été transmise en l'absence de pertes de chaleur. Même bien isolé, un échangeur est forcément sujet à des pertes de chaleur et une partie de la chaleur du fluide chaud sert à "alimenter" ces pertes. Dans la pratique, les pertes en question sont souvent négligeables par rapport à la puissance transmise, c'est pourquoi on considère généralement que le rendement d'un échangeur est de 100% et que l'entièreté de l'énergie cédée par le fluide chaud est emportée par le fluide froid.

L'efficacité, quant à elle, est la mesure de la puissance d'un échangeur par rapport à ce qu'il pourrait transmettre s'il était à contre-courants et infiniment grand. Du point de vue économique, un échangeur est souvent dimensionné pour avoir une efficacité comprise entre 0,5 et 0,6.

Conclusion : parlez "d'efficacité" et non "de rendement" lorsque que vous parlez de la quantité de chaleur utile transmise par un échangeur.