Nagrzewnica powietrza - jak działa i gdzie się sprawdzi?

Nagrzewnica powietrza to urządzenie przeznaczone do szybkiego i efektywnego ogrzewania powietrza w pomieszczeniach. Rozwiązanie to jest powszechnie stosowane w halach przemysłowych, magazynach, warsztatach, obiektach handlowych, garażach, a także budynkach gospodarczych. W domach czy mieszkaniach - raczej nie, oczywiście ogrzewanie ciepłym nawiewem powietrza jest znane i stosowane, jednak mówimy tu raczej o nieco innym rozwiązaniu, bowiem nagrzewnice wodne są nieco innych, bardziej przemysłowym rozwiązaniem.W zależności od konstrukcji i źródła energii możemy spotkać nagrzewnice wodne, elektryczne, gazowe czy olejowe.

Szczególnie interesującym rozwiązaniem są nagrzewnice wodne, które można podłączyć do instalacji centralnego ogrzewania, kotła, bufora, a w odpowiednio zaprojektowanym układzie również do pompy ciepła. Jak działa nagrzewnica powietrza i kiedy warto zdecydować się na taki sposób ogrzewania?

Jak działa nagrzewnica powietrza?

Zasada działania nagrzewnicy powietrza jest stosunkowo prosta. Urządzenie pobiera chłodniejsze powietrze z pomieszczenia, ogrzewa je, a następnie za pomocą wentylatora kieruje z powrotem do wnętrza budynku. Pytanie odnośnie zasady działania brzmi jednak - jak ogrzewa? albo - czym ogrzewa powietrze?

W przypadku nagrzewnicy wodnej za przekazywanie energii odpowiada wymiennik ciepła, przez który przepływa gorąca lub ciepła woda z instalacji grzewczej. Wentylator wymusza przepływ powietrza przez wymiennik, dzięki czemu następuje intensywna wymiana ciepła między gorącą wodą, a powietrzem. Jest to tzw. wymiennik woda-powietrze, nie mylić z innymi typami wymienników ciepła. Właściwie sama nagrzewnica jest swojego rodzaju wymiennikiem, w którym dochodzi do wymiany ciepła między gorącą wodą (względnie olejem czy glikolem), a powietrzem - wzbogaconym o wentylator.

Schemat można przedstawić bardzo prosto:

• źródło ciepła → gorąca woda (lub glikol) → nagrzewnica → ogrzane powietrze → pomieszczenie

W przeciwieństwie do tradycyjnych grzejników nagrzewnica nie bazuje głównie na naturalnej konwekcji. Wymuszony przepływ powietrza pozwala znacznie szybciej rozprowadzić ciepło po pomieszczeniu.

Nagrzewnice wodne – z czego się składają?

Typowa wodna nagrzewnica powietrza składa się przede wszystkim z wymiennika ciepła, wentylatora, obudowy oraz elementów umożliwiających skierowanie strumienia ogrzanego powietrza w odpowiednią stronę.

Wymiennik najczęściej wykonany jest z rur miedzianych wyposażonych w aluminiowe lamele. Taka konstrukcja pozwala uzyskać dużą powierzchnię wymiany ciepła przy stosunkowo niewielkich wymiarach urządzenia.

Wentylator odpowiada natomiast za przepływ powietrza. Im większa jego wydajność, tym większa ilość powietrza może zostać przepuszczona przez nagrzewnicę w określonym czasie - a więc - i większe kubatury budynków jest w stanie ogrzać dana nagrzewnica. Potencjalną wydajność nagrzewnic wodnych określa się jako moc, tak samo jak większości urządzeń grzewczych. Najczęściej podaje się ją w kW (w kilowatach).

W praktyce na wydajność urządzenia wpływa więc nie tylko temperatura wody, ale również przepływ wody przez wymiennik, temperatura powietrza w pomieszczeniu oraz wydajność wentylatora.

Dostępne

Wymiennik ciepła Ba-32-30 1" 30-65kW

NT Ba-32-30

644,99 zł

Dodaj do koszyka

Dostępne

Wymiennik ciepła Ba-32-20 1" 20-45kW

NT Ba-32-20

566,99 zł

Dodaj do koszyka

Dostępne

Grupa pompowa mieszająca Podłogówka lub grzejniki | Nordic Tec GPN-180mm-3DR

Grupa-pompowo-mieszajaca-GPN-180-3DR

424,99 zł

Dodaj do koszyka

Gdzie najczęściej stosuje się nagrzewnice powietrza?

Nagrzewnice szczególnie dobrze sprawdzają się w dużych pomieszczeniach, w których zastosowanie klasycznych grzejników byłoby mało praktyczne albo wymagałoby bardzo dużej powierzchni grzewczej. Na myśl od razu więc przychodzą np. hale produkcyjne, ale nawet i kościoły.

Typowe zastosowania to przede wszystkim:

• hale produkcyjne i przemysłowe,
• magazyny i centra logistyczne,
• warsztaty samochodowe,
• garaże,
• sklepy i obiekty handlowe,
• gospodarstwa rolne i budynki gospodarcze,
• szklarnie,
• sale sportowe,
• obiekty usługowe.
  
  

Dużą zaletą jest możliwość stosunkowo szybkiego podniesienia temperatury. Ma to szczególne znaczenie w pomieszczeniach użytkowanych okresowo, których nie trzeba ogrzewać przez całą dobę. Wadą jest natomiast szybsze wychładzanie pomieszczeń po wyłączeniu nagrzewnic (w porównaniu do klasycznych grzejników czy podłogówki).

Nagrzewnica wodna czy elektryczna?

Jednym z podstawowych wyborów jest rodzaj źródła energii. Nagrzewnica elektryczna jest łatwa w montażu, ponieważ zasadniczo wymaga przede wszystkim odpowiedniego zasilania elektrycznego. Nie trzeba prowadzić do niej instalacji wodnej - co jest jej główną zaletą. Jednak ...

Przy większych mocach ogrzewanie elektryczne tego typu może jednak generować wysokie koszty eksploatacyjne oraz wymagać instalacji elektrycznej o odpowiedniej mocy. Wymaga po prostu sporej konsumpcji energii. Dlatego może być ona dobrym rozwiązaniem w miejscach, w których przebywamy sporadycznie, np. w garażach lub warsztatach (o ile nie są to warsztaty robocze, np. związane z działalnością gospodarczą).

Czyli nagrzewnica na wodę jest bardziej ekonomiczna?

Nagrzewnica na wodę wykorzystuje natomiast ciepło wyprodukowane przez zewnętrzne źródło, np. kocioł grzewczy (może być to jednak także pompa ciepła czy kominek z płaszczem wodnym). W budynkach posiadających już instalację wodnego centralnego ogrzewania często jest więc rozwiązaniem bardziej naturalnym - ale wymaga doprowadzenia do nagrzewnicy rur z wodą, którą będzie ona zasilana w ciepło. Samo jej zamontowanie jest więc droższe, jednak jej użytkowanie - już sporo tańsze.

Nie można jednak jednoznacznie powiedzieć, że jeden typ nagrzewnicy jest zawsze lepszy. Wybór zależy przede wszystkim od wielkości obiektu, wymaganej mocy, sposobu użytkowania budynku oraz dostępnego źródła energii.

Nagrzewnica glikolowa - dlaczego często wymaga wymiennika płytowego?

Nagrzewnica glikolowa jest często stosowana w miejscach narażonych na niskie temperatury, np. w halach, magazynach, garażach czy budynkach gospodarczych, w miejscach, których nie wykorzystuje się cały rok lub które, z jakichś powodów, są narażone na zamarznięcie instalacji grzewczej. Zastosowanie roztworu glikolu zamiast czystej wody zabezpiecza instalację przed zamarznięciem, szczególnie gdy obiekt nie jest ogrzewany przez cały czas. Problem pojawia się jednak wtedy, gdy główna instalacja grzewcza (czyli ta, w której działa kocioł grzewczy lub pompa ciepła) pracuje na wodzie - a tak zazwyczaj jest. Wprowadzanie glikolu do całego układu nie jest korzystne – zwiększa koszty, pogarsza właściwości cieplne medium i może zwiększać opory hydrauliczne instalacji. Dlatego często stosuje się płytowy wymiennik ciepła, który pozwala rozdzielić oba obiegi. Po jednej stronie wymiennika pracuje woda z kotła, pompy ciepła lub innego źródła, natomiast po drugiej roztwór glikolu zasilający nagrzewnicę. Obie ciecze nie mieszają się, a przekazywana jest między nimi wyłącznie energia cieplna.

• ✅ BLOG: Jak się dobiera wymiennik płytowy do nagrzewnicy?

Takie rozwiązanie pozwala ograniczyć zastosowanie glikolu wyłącznie do tej części instalacji, w której jest on rzeczywiście potrzebny (czyli tej, która faktycznie narażona jest na zamarznięcie). Ma to szczególne znaczenie, gdy nagrzewnica znajduje się w pomieszczeniu narażonym na przemarzanie albo część przewodów przebiega przez strefę nieogrzewaną. Wymiennik płytowy tworzy wówczas hydrauliczne rozdzielenie instalacji i umożliwia wykonanie osobnego obiegu glikolowego wyposażonego we własną pompę obiegową.

Trzeba jednak pamiętać, że dobierając wymiennik płytowy do nagrzewnicy glikolowej, należy uwzględnić nie jego moc w kW (jest często podawana dla innych parametrów niż faktycznie będą w instalacji), ale również stężenie i rodzaj glikolu, temperatury po obu stronach wymiennika oraz przepływy. Glikol ma inne właściwości fizyczne niż woda, dlatego przy jego zastosowaniu wymiana ciepła jest mniej korzystna, a opory przepływu mogą być większe. Z tego powodu wymiennik do nagrzewnicy glikolowej powinien być dobrany właśnie dla rzeczywistych parametrów pracy układu, a nie wyłącznie na podstawie nominalnej mocy nagrzewnicy.

Dostępne

Wymiennik ciepła Ba-32-40 1" 40-85kW

NT Ba-32-40

769,99 zł

Dodaj do koszyka

Dostępne

Wymiennik ciepła Ba-32-50 1" 50-110kW

NT Ba-32-50

849,99 zł

Dodaj do koszyka

Dostępne

Wspornik Ścienny Montażowy ze Śrubunkami Kątowymi - dla wymiennika 1"

WSP1"

389,99 zł

Dodaj do koszyka

Nagrzewnica powietrza a pompa ciepła

Interesującym zagadnieniem jest współpraca nagrzewnicy z pompą ciepła. Jest ona możliwa, ale wymaga odpowiedniego doboru urządzenia.

Tradycyjne nagrzewnice wodne często osiągają deklarowaną przez producenta moc przy stosunkowo wysokiej temperaturze wody, np. 60°C czy 70°C. Pompy ciepła pracują natomiast najefektywniej jako źródła niskotemperaturowe, wtedy też ich praca jest względnie ekonomiczna, a sama pompa ciepła potencjalnie najmniej narażona na awarię sprężarki czy innych komponentów.

Jeżeli do nagrzewnicy zamiast wody o temperaturze 70°C dostarczymy wodę o temperaturze np. 35–45°C, jej rzeczywista moc grzewcza może być zdecydowanie niższa od wartości katalogowej podawanej dla wysokiego parametru - a i jej odczuwalna użyteczność może być po prostu niewystarczająca. Stąd wielu praktyków jest zdania, że jednak lepiej współpracuje ona z kotłami, choć - w praktyce także wiele zależy od samej specyfiki pomieszczenia. Jeśli budynek jest dobrze ocieplony, posiada szczelne okna oraz dobrą izolację podłoża - z pewnością już przy nieco niższej temperaturze odczuwalny będzie komfort. Pamiętajmy też, że hale magazynowe czy warsztaty zwykle nie muszą osiągać takich temperatur powietrza jak pomieszczenia mieszkalne. Stąd również pompy ciepła sprawdzają się we współpracy z nagrzewnicami.

Dlatego do współpracy z pompą ciepła warto wybierać nagrzewnice przystosowane do niższych temperatur zasilania lub odpowiednio je przewymiarować.

Od czego zależy moc nagrzewnicy powietrza?

Moc nagrzewnic podawana w katalogu nie powinna być traktowana jako stała wartość osiągana w każdych warunkach. Rzeczywista moc cieplna nagrzewnicy zależy od warunków jej pracy i temperatury zasilania.

Kluczowe znaczenie mają temperatura wody na wejściu i wyjściu, temperatura powietrza wpływającego do urządzenia, przepływ wody oraz ilość powietrza przepływającego przez wymiennik.

Przykładowo nagrzewnica oznaczona jako urządzenie o mocy 30 kW nie musi osiągnąć 30 kW po podłączeniu do dowolnej instalacji. Jeśli producent wyznaczył taką moc dla wody o temperaturze 70°C, to przy zasilaniu wodą o temperaturze 40-50°C moc będzie znacznie niższa.

Dlatego porównując nagrzewnice, należy sprawdzać nie tylko liczbę kilowatów, ale również parametry, dla których producent określił tę wartość. Niekiedy producenci podają także sugerowany maksymalny metraż pomieszczenia, choć i w tym aspekcie należy założyć pewną rezerwę.

Jak dobrać nagrzewnicę do powierzchni pomieszczenia?

Dobieranie nagrzewnicy wyłącznie na podstawie powierzchni budynku jest uproszczeniem i niekiedy może być niegtrafionym pomysłem. Dwa obiekty o powierzchni 300 m² mogą mieć zupełnie inne zapotrzebowanie na energię, co wynika w głównej mierze ze stopnia izolacji budynku.

Znaczenie ma także m.in. wysokość pomieszczenia. W przypadku hali o wysokości 6 metrów objętość powietrza do ogrzania będzie dwukrotnie większa niż w budynku o tej samej powierzchni i wysokości 3 metrów. Czyli - kubatura.

Należy uwzględnić izolację ścian i dachu, powierzchnię bram i okien, temperaturę zewnętrzną przyjmowaną do obliczeń, oczekiwaną temperaturę wewnętrzną, wentylację oraz częstotliwość otwierania bram.

Najlepszą podstawą doboru jest więc obliczone zapotrzebowanie cieplne budynku, a nie sama powierzchnia podłogi. W konsekwencji jako minimum powinno być dobrane 10-15 kW nagrzewnicy na 100 m².

Pamiętać należy jednak - co bardzo istotne - że aby zasilić ostatecznie daną łączną moc nagrzewnic jaką ostatecznie dobierzemy, musimy dysponować odpowiednim źródłem ciepła. Jeśli mamy nagrzewnice o mocy 50 kW, ale jako źródło ciepła będzie użyty kocioł o mocy jedynie 30 kW - niestety musimy zapomnieć o pełnym wykorzystaniu ich mocy.

Dostępne

Zestaw Pompowy GPN-4 | Grupa pompowa 3 obiegi z mieszaczem

Zestaw-Pompowy-GPN-4

1 859,99 zł

Dodaj do koszyka

Dostępne

Zestaw Pompowy GPN-2 | 2x Grupa pompowa bez Mieszacza

Zestaw-Pompowy-GPN-2

1 100,00 zł

Dodaj do koszyka

Dostępne

Odpływ garażowy Pokrywa FULL-INOX 2m-3m-4m | Nordic tec Wybór długości

Odplyw-garazowy-Pokrywa-FULL-INOX-Wybor-dlugosci

799,99 zł

Dodaj do koszyka

Nagrzewnica do hali - jak prawidłowo rozplanować

W większych obiektach nie zawsze najlepszym rozwiązaniem będzie zastosowanie jednej bardzo dużej nagrzewnicy. Często korzystniejsze jest rozmieszczenie kilku mniejszych nagrzewnic do hali w różnych jej częściach. Pozwala to bardziej równomiernie rozprowadzać ogrzane powietrze oraz ograniczyć powstawanie stref wyraźnie cieplejszych i chłodniejszych. Z pewnością pracownicy tego miejsca będą odczuwać większy komfort, a ogrzewanie będzie bardziej sterowalne.

Znaczenie ma również kierunek nawiewu. Ciepłe powietrze naturalnie unosi się do góry, dlatego w wysokich halach nieprawidłowo skierowany strumień może powodować gromadzenie dużej ilości ciepła pod sufitem.

W wysokich obiektach można dodatkowo stosować wentylatory destratyfikacyjne, których zadaniem jest kierowanie cieplejszego powietrza z górnych części hali w stronę strefy użytkowej. Ilość nagrzewnic jaka ma być dobrana do hali zależeć musi oczywiście także od wielkości samej hali.

BLOG:

• Zawór bezpieczeństwa – do czego służy?
• Wymiennik płytowy czy wężownica zasobnika?