Dobór wymiennika płytowego Nordic Tec do glikolowej nagrzewnicy powietrza - jak to zrobić?

W tym wpisie zajmiemy się istotnym zagadnieniem, jakim jest dobór wymiennika ciepła do nagrzewnicy glikolowej - zresztą niekoniecznie musi ona pracować na glikolu. Sposób ogrzewania za pomocą nagrzewnic, raczej nie dotyczy budynków jednorodzinnych, ale w halach magazynowych lub firmach bywa dość często stosowany. Wyjaśnimy pokrótce, jak działają nagrzewnice oraz jaka jest zasada działania tego typu ogrzewania - a w drugiej części wpisu zajmiemy się kwestią tytułową, czyli doborem wymiennika płytowego Nordic Tec do takiej nagrzewnicy.

Jeśli interesuje Cię tylko kwestia doboru wymiennika do nagrzewnicy, a generalnie wiesz jak działa nagrzewnica i ten model ogrzewania - możesz przejść do drugiej części artykułu.

Jak działa nagrzewnica powietrza i dlaczego często pracuje z glikolem?

Nagrzewnica powietrza to to rodzaj urządzenia, którego zadaniem jest ogrzewanie przepływającego przez niego strumienia powietrza za pomocą gorącego czynnika krążącego w instalacji. Ten czynnik grzewczy, od którego ciepło jest przekazywane na powietrze - to często glikol - wtedy mówi się o nagrzewnicach glikolowych, ale może być to także woda. O tym, czemu w wielu magazynach czy zakładach produkcyjnych w obiegach nagrzewnic stosuje się glikol, a nie po prostu wodę - powiemy poniżej.

Najczęściej czynnikiem tym jest mieszanina wody i glikolu, ponieważ zapewnia ochronę przed zamarzaniem w niskich temperaturach. Ma to szczególne znaczenie w centralach wentylacyjnych, instalacjach przemysłowych oraz systemach pracujących na zewnątrz budynków, gdzie sama woda mogłaby zamarznąć i doprowadzić do uszkodzenia nagrzewnicy lub układu. Dodatek glikolu obniża temperaturę krzepnięcia czynnika, zwiększając bezpieczeństwo i niezawodność całego układu, choć jednocześnie nieco pogarsza właściwości wymiany ciepła w porównaniu z czystą wodą - albowiem glikol trochę słabiej oddaje ciepło.

Warunkiem sprawnego funkcjonowania takiej nagrzewnicy powietrza, która będzie zapewniać w danym miejscu ciepły nadmuch jest więc zasilanie jej ciepłym czynnikiem. Ale skąd ten czynnik pobierze ciepło?

Dostępne

Wymiennik ciepła Ba-32-30 1" 30-65kW

NT Ba-32-30

644,99 zł

Wymiennik ciepła 32 płytowy Nordic Tec Ba-16-32 20-40 kW 1" PL5

Wymiennik ciepła 32 płytowy Nordic Tec Ba-16-32 20-40 kW 1" PL5 2

Dostępne

Wymiennik ciepła Ba-16-32 20-40kW 1"

NT Ba-16-32

464,99 zł

filtr magnetyczny 1 cal Nordic TEc Dn 25 PL2

filtr magnetyczny 1 cal Nordic TEc Dn 25 PL2 2

Dostępne

Separator Filtr Magnetyczny 1" Nordic Tec DN25

Filtr-Magnetyczny-NT-SM-1-cal

214,50 zł

Glikolowa nagrzewnica powietrza wymaga zasilania jakimś źródłem ciepła - np. kotłem

Nagrzewnica powietrza w centrali wentylacyjnej musi być zasilana ciepłym czynnikiem - który odda ciepło na przepływające przez nagrzewnicę powietrze. Do tego potrzebne jest jakieś źródło ciepła - np. kocioł na gaz czy pelet, ale może być to także pompa ciepła. Glikol po oddaniu ciepła na powietrze w nagrzewnicy wraca do źródła ciepła wychłodzony i ponownie nagrzewa się, by potem znowu skierować się do nagrzewnicy - na zasadzie cyrkulacji. System może działać więc sprawnie - ale do czego potrzebny jest tutaj w takim razie wymiennik ciepła płytowy?

Sprawdź także: Rozdzielacze kotłowe marki Nordic Tec

Rola płytowego wymiennika ciepła w systemie z nagrzewnicą powietrza

Płytowy wymiennik ciepła pełni w układzie z nagrzewnicą powietrza funkcję pośrednika pomiędzy źródłem ciepła a obiegiem glikolowym zasilającym nagrzewnicę. Jego zadaniem jest przekazanie energii cieplnej z instalacji grzewczej do mieszaniny wody i glikolu bez mieszania obu czynników. Takie rozwiązanie pozwala oddzielić obieg źródła ciepła od obiegu nagrzewnicy, co zwiększa bezpieczeństwo instalacji, ułatwia jej eksploatację oraz umożliwia stosowanie różnych parametrów pracy po obu stronach wymiennika.

Zwróćmy uwagę - na to, że w instalacji grzewczej (powiedzmy umownie - obiegu kotła) czynnikiem grzewczym jest woda - podczas gdy w nagrzewnicy zwykle jest to mieszanina wody i glikolu. Aby oddzielić glikol od obiegu kotłowego pracującego na wodzie stosuje się płytowy wymiennik ciepła. Pozwoli na przekazanie ciepła z obiegu kotłowego na glikol w instalacji nagrzewnicy - ale nadal na oddzielenie mechaniczne tych obiegów. Wymiennik płytowy przekaże ciepło bez mieszania tych obiegów (nie jest sprzęgłem hydraulicznym).

Jest to szczególnie istotne w systemach wentylacyjnych i przemysłowych, gdzie nagrzewnica może być narażona na niskie temperatury, a zastosowanie glikolu skutecznie chroni ją przed zamarznięciem.

Uproszczony schemat instalacji wymiennika płytowego z nagrzewnicą

Poniżej przedstawiamy, oczywiście bardzo uproszczony, schemat obrazujący rolę wymiennika ciepłą w instalacji z nagrzewnicą powietrza. Schemat pomija wiele istotnych szczegółów jak np. zawory, czy pompy obiegowe. Ma na celu pokazanie umiejscowienia samego wymiennika ciepła jako łącznika pomiędzy źródłem ciepła oraz nagrzewnicą, z zaznaczeniem, że taki układ ma 2 niezależne obiegi.

Uproszczony schemat instalacji wymiennika płytowego z nagrzewnicą

Dobór wymiennika Nordic Tec do nagrzewnicy z glikolem

Poniższe zasady doboru nie są uniwersalne i odnoszą się do konkretnej marki wymienników ciepła, polskiej firmy Nordic Tec. Zasady te nie muszą być podobne w przypadku innych producentów. To, że firma Nordic Tec stosuje konkretne przeliczniki powierzchni płyt, którymi można się kierować - bardzo ułatwia dobór wymienników, jednakże nie zawsze porównywanie powierzchni płyt modeli różnych producentów jest zasadne (ponieważ płyty mogą być różne, mogą mieć różną grubość oraz profilowanie, odległość między płytami także może być różna - co sprawia, że współczynnik wymiany ciepła może być inny pomimo tej samej powierzchni). Mówiąc prościej, aby to zobrazować - wymiennik ciepła o powierzchni płyt 1m² marki Nordic Tec, może być nadal skuteczniejszy w wymianie ciepła niż podobny model o tej samej powierzchni tańszego producenta - ponieważ marka Nordic Tec stawia na urządzenia o wyższym współczynniku przekazu ciepła. Nie zawsze ta sama powierzchnia płyt będzie więc oznaczać tą samą skuteczność. W szczególności wybieranie najtańszych wymienników, często niewiele tańszych może nie być dużą oszczędnością, a zwykle i tak pozorna oszczędność rozbijać się może o stosunkowo niewielkie kwoty.

Powierzchnia płyt wymiennika płytowego w stosunku do nagrzewnicy

Jeśli uwzględnimy typowe zasilanie jakie funkcjonuje w przypadku ogrzewania opartego na nagrzewnicach - to oscyluje ono w granicach od 50 do 70 stopni Celsjusza. W takich warunkach należy dobrać około 0,3 - 0,35 m² płyt na 10 kW nagrzewnicy glikolowej. Jeśli nagrzewnica jest większa - trzeba odpowiednio sobie to przeliczyć, aby trzymać się proporcji. Nie jest problemem ewentualne przewymiarowanie wymiennika - warto jednak unikać jego niedowymiarowania - czyli zastosowania zbyt małej jednostki.

Wieszak do wymiennika ciepła płytowego Nordic Tec na 1 cal

Wieszak do wymiennika ciepła płytowego Nordic Tec na 1 cal 2

Dostępne

Wspornik Ścienny Montażowy ze Śrubunkami Kątowymi - dla wymiennika 1"

WSP1"

389,99 zł

Wymiennik ciepła od 40 do 85 kW nordic Tec Ba-32-40

Wymiennik ciepła od 40 do 85 kW nordic Tec Ba-32-40 2

Dostępne

Wymiennik ciepła Ba-32-40 1" 40-85kW

NT Ba-32-40

769,99 zł

wymiennik ciepła do kotła na paliwo stałe 20 kW Nordic Tec Ba-16-40 PL4

wymiennik ciepła do kotła na paliwo stałe 20 kW Nordic Tec Ba-16-40 PL4 2

Dostępne

Wymiennik ciepła Ba-16-40 30-50kW 1"

NT Ba-16-40

529,99 zł

Co jeśli zamiast glikolu w obiegu nagrzewnicy jest woda

Część osób zapewne zastanawia się - po co wówczas wymiennik. Przecież miał on oddzielać glikol, który znajduje się w obiegu nagrzewnicy. Faktycznie w wielu systemach z nagrzewnicami powietrza stosuje się wodę, o ile inwestor i projektant uznają, że nie ma ryzyka zamarzania układu - a więc nie ma powodu stosowania płynów przeciw zamarzaniu. Z perspektywy doboru wymiennika ciepła top dobra wiadomość - ponieważ woda pobiera ciepło (oraz je oddaje) o około 10% łatwiej niż woda z glikolem (w przybliżeniu, ponieważ dokładniej zależy to od stężenia).

Pozwala to więc na zastosowanie minimalnie mniejszych wymienników płytowych, np. 0,25-0,3 m² płyt na 10 kW.

A co z systemami o niskiej temperaturze zasilania - np. z użyciem pomp ciepła?

To jest zdecydowanie inna kwestia, ale zacząć należy od tego, że systemy z nagrzewnicami, w których projektuje się zasilanie temperaturą mniejszą niż 50 stopni Celsjusza są rzadsze. Producenci nagrzewnic z reguły informują, że nagrzewnice powietrza aby osiągać stosunkowo wysoką wydajność wymagają wyższych temperatur pracy. Nie mniej - zgodnie z ogólną tendencją tworzenia układów niskotemperaturowych - stosuje się do ogrzewania obiegów nagrzewnic także pompy ciepła. Jak wiemy pompy ciepła, aby działać efektywnie raczej powinny pracować na niższych temperaturach, co ma swoje skutki.

W takich sytuacjach niestety potrzebny jest większy wymiennik ciepła i dobiera się jednostkę, kierując się zasadą "im niższa temperatura - tym większy wymiennik". Nawet zastosowanie wymienników rzędu 0,5-0,6 m² płyt na 10 kW ma sens, jeśli zależy nam na utrzymaniu możliwie niskich temperatur pracy źródła ciepła. Warto jednak zastanowić się czy nawet w przypadku zapewnienia prawidłowego przenoszenia ciepła przez wymiennik taka nagrzewnica poradzi sobie z ogrzewaniem danego obiektu. Jeśli jest on dostosowany do tak niskich temperatur - właściwie nic nie stoi na przeszkodzie, ale pamiętajmy, że bardzo często nagrzewnice zasilają obiekty nie najnowszego typu.

Sprawdź także: