Soojusvahetite termodünaamika põhimõtted

Alustame põhimõistetega, kasutades lihtsat matemaatikat. Soojusülekannet (HT) reguleeriv põhivõrrand Q on Newtoni jahutusseadus, mis on antud kujul Q=h × S × ΔT, kus h on üldine soojusülekandetegur ja S on saadaolev pindala.
Üldine soojusülekandetegur h võtab arvesse erinevaid takistusi soojusülekandele, nagu juhtivus, konvektsioon ja kiirgus. See sõltub materjalide soojusjuhtivusest, seinte paksusest ja vedelike voolukiirusest.
Soojusvahetid kasutavad energiasäästu põhimõtet, mida esindab termodünaamika esimene seadus. See seadus ütleb, et süsteemi sisenev energia peab võrduma süsteemist väljuva energiaga. Soojusvaheti puhul võrdub kuumast vedelikust soojusena ülekantav energia külma vedeliku poolt saadava energiaga.
Erinevat tüüpi soojusvahetid kasutavad soojusülekande optimeerimiseks spetsiifilisi voolumustreid. Näiteks paralleelse vooluga soojusvahetisse sisenevad mõlemad vedelikud ühest otsast ning kuumad ja külmad vedelikud liiguvad üksteisega paralleelselt, mille tulemuseks on ΔT järkjärguline vähenemine piki soojusvaheti pikkust. Vastuvoolu soojusvahetis sisenevad kuumad ja külmad vedelikud vastasotstesse, maksimeerides ΔT ja suurendades ülekannet.