Le coefficient d'échange de chaleur — également appelé coefficient de transfert thermique — mesure l'efficacité avec laquelle l'énergie thermique se transmet entre deux substances au sein d'un système donné. Les chercheurs y recourent souvent pour évaluer la capacité d'une substance chaude à réchauffer une substance froide dans les échangeurs de chaleur. Ce coefficient dépend de trois paramètres essentiels : la différence de température moyenne, la surface d'échange et le débit de transfert de chaleur entre la substance chaude et la substance froide.
Les étapes de calcul
1. Calculer la différence de température moyenne
Soustrayez la température d'entrée froide de l'échangeur à la température de sortie chaude, puis la température de sortie froide à la température d'entrée chaude. Additionnez ensuite ces deux valeurs et divisez le résultat par deux pour obtenir la différence de température moyenne.
Par exemple : avec une température d'entrée chaude de 75 °C, une température de sortie froide de 70 °C, une température de sortie chaude de 30 °C et une température d'entrée froide de 25 °C, le calcul donne ((75 − 70) + (30 − 25)) / 2 = 5 °C.
2. Multiplier par la surface d'échange
Multipliez la différence de température moyenne obtenue à l'étape précédente par la surface d'échange interne de l'échangeur de chaleur.
Par exemple : un échangeur doté d'une surface de 1 m² donne 5 × 1 = 5 m²·K. À noter que les degrés Kelvin et Celsius correspondent à des incréments de même taille et ne diffèrent que par leur point zéro : pour exprimer une différence de température, vous pouvez donc passer de l'une à l'autre unité sans effectuer de conversion.
3. Diviser le débit de chaleur par le résultat obtenu
Divisez enfin le débit de transfert de chaleur par le produit de la différence de température moyenne et de la surface d'échange afin d'obtenir le coefficient de transfert thermique.
Par exemple : un débit de transfert de chaleur de 1 250 W donne un coefficient de 1 250 / 5 = 250 W/(m²·K).
La formule à retenir
De manière générale, le calcul s'exprime ainsi : U = Q / (A × ΔT moy), où U représente le coefficient d'échange de chaleur (en W/(m²·K)), Q le débit de chaleur transférée (en watts), A la surface d'échange (en m²) et ΔT moy la différence de température moyenne (en K ou en °C). En maîtrisant ces trois grandeurs, vous pourrez déterminer rapidement les performances de n'importe quel échangeur de chaleur.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/energy-efficient-homes/1007119267.html