Jaki wymiennik ciepła dla pieca 20 kW?

2392 Wyświetlenia 3 Lubię
Wysłany dnia: 2023-08-18
 

✅ Jaki wymiennik ciepła będzie najlepszy dla pieca o mocy 20 kW?
☑️ Jakiego rodzaju wymiennik ciepła dobrać do kotła grzewczego 20 kW i jak wyliczyć jego wielkość?

Jeśli chcesz zwiększyć efektywność cieplną swojego pieca o mocy umownej około 20 kW - lub po prostu musisz spiąć układ otwarty i zamknięty, pozostawiając kocioł grzewczy 20kW w jednym z nich - warto rozważyć zastosowanie wymiennika płytowego. Wymienniki płytowe są często wybierane jako skuteczne rozwiązanie do transferu ciepła w instalacjach grzewczych o dużej mocy. Działają one na zasadzie przepływu cieczy przez specjalnie ukształtowane kanały, pomiędzy płytami wymiennika - które umożliwiają szybkie i skuteczne przekazywanie ciepła. Dzięki temu wymienniki płytowe są w stanie zapewnić wydajne ogrzewanie pomieszczeń oraz dostarczyć ciepłą wodę użytkową (tzw. CWU). Wymienniki płytowe są również łatwe w czyszczeniu i konserwacji. Przed wyborem konkretnego modelu wymiennika płytowego, zalecamy przeczytanie poniższego wpisu blogowego, dzięki któremu dobranie odpowiedniego wymiennika ciepła do Twojego pieca o mocy 20 kW stanie się łatwiejsze. 

✅☑️ Pod koniec artykułu znajdziesz konkretne wytyczne odnośnie doboru konkretnego modelu.

Czym jest płytowy wymiennik ciepła do kotła grzewczego?

Wymiennik płytowy do kotła grzewczego, 20kW czy każdej innej mocy - jest urządzeniem służącym do efektywnej wymiany ciepła między dwoma strumieniami płynów (w innych konfiguracjach także np. gazów, ale wymaga specjalnych wymienników gazowych). Składa się z zestawu płyt, które są ułożone w taki sposób, aby utworzyć kanały, przez które przepływa czynnik termiczny. Płytki te muszą być niezwykle cienkie, aby przewodziły ciepło i nie kumulowały go zbyt wiele (ich zadaniem nie jest nagrzewanie się, a przekazanie ciepła na drugą ciecz - płynącą po drugiej stronie płytki).

Wymiennik płytowy umożliwia więc przekazanie ciepła z jednego strumienia do drugiego poprzez bezpośredni kontakt pomiędzy płytami. Różnica temperatur między strumieniami pozwala na przepływ ciepła z obszaru o wyższej temperaturze do obszaru o niższej temperaturze. Dzięki swojej konstrukcji płytowy wymiennik ciepła jest łatwy do utrzymania w czystości i ma kompaktową budowę. Jest szeroko stosowany w różnych branżach, takich jak przemysł chemiczny, spożywczy i przemysł energetyczny, ze względu na swoją wysoką efektywność i oszczędność energii.

✅Toteż jeśli nasz kocioł grzewczy wymaga podłączenia za pośrednictwem wymiennika - oczywiście należy celować w model płytowy. Oczywiście jest wiele rodzajów wymienników - ale inne, w tym popularne modele płaszczowo-rurowe - po prostu w zastosowaniu domowym sprawdzając się gorzej.

Jak zbudowany jest wymiennik płytowy?

Wymiennik płytowy składa się z metalowych płyt termicznych, które w zależności od zastosowania, mogą być wyprodukowane z różnych materiałów, takich jak:

  • stal nierdzewna (np. 316L) + miedź (połączenia lutowane), 
  • tytan (do zastosowań przemysłowych).

Każda płyta odpowiedzialna za wymianę ciepła posiada rowkowaną (lub po prostu: karbowaną) powierzchnię, która zwiększa powierzchnię kontaktu i poprawia efektywność wymiany. Wymiennik składa się również z płyty czołowej, która jest odpowiedzialna za doprowadzanie czynnika grzewczego do płyt termicznych w jego wnętrzu oraz płyty zamykającej, która zabezpiecza wymiennik przed wyciekiem cieczy. Dzięki swojej konstrukcji i zastosowaniu różnych materiałów płytowy wymiennik ciepła jest wszechstronnym urządzeniem, idealnym do zastosowania w wielu branżach, w tym w przemyśle chemicznym, spożywczym oraz ciepłownictwie.

Rodzaje wymienników płytowych - jaki wybrać do naszego kotła?

Płytowe wymienniki ciepła różnią się między sobą sposobem łączenia płyt. Wyróżniamy następujące rodzaje wymienników płytowych:

  • lutowane - wymienniki, w których płyty są połączone za pomocą lutowania. Ten proces polega na stopieniu miedzianej lutówki, której ciecz wypełnia szczeliny między płytami, tworząc jednolite połączenie.
  • skręcane - w tym przypadku płyty są łączone za pomocą śrub i podkładek, które utrzymują je razem. Skręcanie pozwala na łatwiejszy demontaż i wymianę części wymiennika, jednak może skutkować występowaniem drobnych nieszczelności. Te z kolei mają wpływ na ogólną wydajność urządzenia.

☑️ Do kotła grzewczego, czy ogólnie do użytku domowego stosujemy wymienniki płytowe lutowane. Modele skręcane to większe urządzenia - wprawdzie wydajniejsze, ale używane prędzej w przemyśle i gabarytowo nie przystające do warunków domowych.

Do czego służy płytowy wymiennik ciepła? Czy tylko do podłączania kotłów?

Płytowy wymiennik ciepła oprócz podłączania kotłów czy piecy grzewczych - znajduje szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach. W C.O. służy między innymi do podłączenia kotłów do zamkniętego układu w instalacji centralnego ogrzewania. Dzięki niemu można również podłączyć podłogowe ogrzewanie, co zapewnia równomierne i efektywne rozprowadzanie ciepła w pomieszczeniach. Ponadto płytowy wymiennik ciepła może być wykorzystywany we współpracy z pompami ciepła, pełniąc rolę skraplacza lub parownika (tu jednak potrzebne są specjalne modele dostosowane do pracy z freonem). To umożliwia efektywne wykorzystanie energii odnawialnej i oszczędność kosztów. 

Wreszcie, płytowy wymiennik ciepła jest również wykorzystywany w chłodnictwie w przemyśle spożywczym, gdzie jest niezbędny do utrzymania odpowiedniej temperatury w procesie produkcji i przechowywania produktów spożywczych. Dzięki swoim funkcjom i wszechstronnym zastosowaniom płytowy wymiennik ciepła jest niezastąpionym elementem współczesnych instalacji grzewczych i chłodniczych. 

Jak dobrać wymiennik płytowy do CO? Kluczowe parametry doboru do kotła

W celu doboru odpowiedniego płytowego wymiennika ciepła do systemu centralnego ogrzewania należy wziąć pod uwagę kluczowe parametry jego pracy, które zostały opisane poniżej.

Medium, z jakim współpracuje wymiennik ciepła

Wymiennik ciepła współpracuje z różnymi rodzajami medium, takimi jak woda, powietrze lub glikol. W zależności od potrzeb może być używany do przekazywania ciepła z jednego medium na drugie, lub do chłodzenia danego medium. Ze względu na medium można wyróżnić następujące płytowe wymienniki ciepła:

  • wymiennik płytowy ciecz-ciecz (woda-woda, glikol-woda),
  • wymiennik płytowy gaz-gaz (powietrze-powietrze),
  • wymiennik płytowy gaz-ciecz (powietrze-woda).

Oczywiście w kontekście wymiennika, który ma być stosowany z kotłem grzewczym interesuje nas opcja ciecz-ciecz.

Moc płytowego wymiennika ciepła

Moc płytowego wymiennika ciepła zależy od mocy kotła CO. Na rynku dostępne są różne modele o różnej wydajności. Przykładowo, można znaleźć płytowe wymienniki ciepła dostosowane do kotłów grzewczych o mocy maksymalnej od 15 kW do 100 kW (lub nawet większej mocy), które umożliwiają skuteczną wymianę ciepła między dwoma środkami, jakimi są płyn grzewczy i medium, które ma być ogrzane. 

Dobierając moc nominalną wymiennika, nie należy porównywać jej bezpośrednio z mocą nominalną kotła. Przykładowo dla pieca o mocy 20 kW odpowiedni wymiennik powinien mieć moc nominalną w zakresie 30-55kW (w zależności od temperatury zasilania).

✅☑️ Bardzo poważnym błędem w doborze jest stosowanie korelacji pomiędzy mocą nominalną wymiennika ciepła a mocą pieca - tj. dobór wymiennika 20kW do kotła 20kW lub nawet wymiennika 30kW do pieca 20kW.
Moc nominalna wymiennika ciepła podana w kW nie musi być kompatybilna z mocą urządzenia, do którego jest on dobierany (wynika to z tego, że może być liczona przy kompletnie różnych parametrach np. przy zasilaniu temperaturą rzędu 80oC, podczas gdy kocioł pracuje jedynie na 50oC).

✅ Jedynym prawidłowym kryterium doboru wymiennika ciepła do pieca jest "powierzchnia wymiany ciepła", czyli powierzchnia płyt.

Maksymalna temperatura pracy płytowego wymiennika ciepła

W większości przypadków maksymalna temperatura pracy płytowego wymiennika ciepła użytkowanego w gospodarstwach domowych wynosi 230°C. Jest to temperatura, przy której wymiennik może efektywnie przekazywać ciepło między dwoma substancjami. Przekroczenie tej temperatury może spowodować uszkodzenie płyt wymiennika i zmniejszenie jego wydajności - ale w zasadzie nie jest możliwe poza zastosowaniem przemysłowym.

Oczywiście piece domowe do CO nie są w stanie osiągać takich temperatur, więc możemy uznać ten aspekt za drugorzędny.

Maksymalne ciśnienie pracy wymiennika ciepła

Maksymalne ciśnienie pracy płytowego wymiennika ciepła to najwyższe ciśnienie, które może być utrzymywane wewnątrz wymiennika podczas normalnej pracy. W przypadku połączenia pieca o mocy 20 kW z wymiennikiem płytowym ciśnienie pracy wymiennika powinno się mieścić w zakresie 20-30 bar. Przekroczenie tej wartości może prowadzić do uszkodzenia lub awarii wymiennika, dlatego konieczne jest jego monitorowanie i utrzymanie w odpowiednich parametrach. Na szczęście instalacje ciecz-ciecz, które zasilane są źródłami ciepła takimi jak: kotły grzewcze, kominki, pompy ciepła - nie przekraczają kilku bar (rzadko kiedy jest to więcej niż 2-3 bar). Wobec tego 20-30 bar to zdecydowanie pułap gwarantujący długoletnie użytkowanie wymienników płytowych. W zastosowaniu domowym kierowanie się wyższym ciśnieniem (na rynku są np. wymienniki do 45 bar) - nie ma żadnego uzasadnienia technicznego w zastosowaniu ciecz-ciecz.

Materiał, z jakiego wykonany jest wymiennik płytowy

Wymienniki płytowe do kotła CO najczęściej wykonuje się z wysokiej jakości stali nierdzewnej 316L, która charakteryzuje się doskonałą odpornością na korozję. Pomiędzy płytami wymiennika zastosowane są luty miedziane, które zapewniają dobre przewodnictwo cieplne. Dzięki temu wymiennik płytowy efektywnie przekazuje energię cieplną pomiędzy dwoma mediami, umożliwiając skuteczne chłodzenie lub ogrzewanie. 

Do pieca o mocy 20 kW stosowanego w gospodarstwie domowym do ogrzania domu polecane są klasyczne wymienniki ciepła wykonane ze stali nierdzewnej 316L.

Ilość płyt w wymienniku ciepła

Ilość płyt w wymienniku ciepła ma istotny wpływ na jego wydajność. Wraz ze wzrostem liczby płyt, zwiększa się powierzchnia wymiennika, co przekłada się na większą efektywność przekazywania ciepła. Dlatego ważne jest odpowiednie dobranie ilości płyt, aby osiągnąć optymalne działanie wymiennika ciepła. Należy jednak pamiętać, że ostatecznie większe znaczenie niż ilość płyt ma łączna powierzchnia płyt - lub inaczej powierzchnia wymiany ciepła. Jest możliwe znalezienie wymiennika ciepła o dużej wydajności z małą ilością płyt (np. wymiennik 20-płytowy) - pod warunkiem jednak, że jest to płyta rozległa zapewniająca dużą powierzchnię jednostkową.

Dla pieca o mocy 20 kW, którego zadaniem jest ogrzanie domu lub podgrzanie wody optymalna ilość płyt wymiennika mieści się w przedziale 20-50, w zależności od ostatecznej powierzchni wymiany ciepła, która musi oscylować w granicach 0,50-0,70 metra kwadratowego. Taka ilość płyt i powierzchnia pozwala na efektywne przekazanie ciepła przy równoczesnym zachowaniu niewielkich wymiarów wymiennika, co jest kluczowe podczas montażu w ograniczonej przestrzeni domowej.

✅Powierzchnia płyt - najważniejszy parametr doboru wymiennika do kotła CO

Powierzchnia płyt - nazywana często powierzchnią wymiany ciepła, albo powierzchnią przekazu ciepła, transferu cieplnego itp - jest faktycznie jedynym w 100% miarodajnym czynnikiem, na który zwracamy uwagę. Jest on ważniejszy niż moc nominalna wymiennika w kW (która może wprowadzać w błąd, bo może być - i z reguły jest wyliczana dla parametrów tzw. wysokich - czyli nie dla tych, na których pracuje większość kotłów.

Na 10 kW pieca powierzchnia płyt powinna wynosić min. 0,3m² - ewentualnie w nowym budownictwie min. 0,25m².
W przypadku pieca do CO 20kW - powinna więc oscylować w granicach 0,5-0,6m².

Jaki wymiennik płytowy do pieca 20 kW? Konkretne modele

Odpowiadając na pytanie z powyższego wpisu blogowego, dla pieca o mocy 20 kW opisywanego w artykule - pasują wszystkie modele wymienników ciepła jakie pojawiają się pomiędzy wierszami tego artykułu. Każdy z nich ma powierzchnię min. 0,5-0,6m², niektóre nawet minimalnie większą i sprawdzą się by przenieść całą energię cieplną z kotła grzewczego do CO, pracującego w standardzie około 50oC.

Dzięki swojej konstrukcji wyświetlane w różnych częściach artykułu wymienniki ciepła umożliwiają szybkie i efektywne ogrzewanie pomieszczeń o różnych rozmiarach. Ich główną zaletą jest kompaktowa budowa, co sprawia, że jest możliwe zamontowanie nawet w niewielkich przestrzeniach. Te wymienniki płytowe mogą być z powodzeniem stosowane zarówno w domach jednorodzinnych, jak i w budynkach komercyjnych, zapewniając wysoką wydajność grzewczą. Dlatego też, jeśli szukasz efektywnego i oszczędnego rozwiązania do swojego pieca o mocy 20 kW, warto rozważyć zastosowanie naszych wymienników płytowych. Sprawdź ofertę Nordic Tec.

Aktualizacja: 11-2024

 
Opublikowany w: Wymienniki ciepła i wszystko z nimi związane, Kotły CO i wszystko z nimi związane

Zostaw komentarz

Kod bezpieczeństwa