In dit artikel behandelen we een belangrijk onderwerp: de keuze van de juiste warmtewisselaar voor een glycol-luchtverwarmer - hoewel deze niet per se op glycol hoeft te werken. Verwarming met luchtverwarmers komt meestal niet voor bij eengezinswoningen, maar wordt vrij vaak toegepast in magazijnen of bedrijfspanden. We leggen kort uit hoe luchtverwarmers werken en wat het principe van dit type verwarming is - in het tweede deel van het artikel behandelen we de hoofdvraag: de keuze van de platenwarmtewisselaar van Nordic Tec voor zo'n verwarmer.
Als je alleen geïnteresseerd bent in de keuze van de wisselaar voor de verwarmer, en je weet in het algemeen al hoe een luchtverwarmer en dit verwarmingsmodel werken - kun je direct naar het tweede deel van het artikel gaan door op de betreffende alinea in de inhoudsopgave te klikken.
Hoe werkt een luchtverwarmer en waarom werkt deze vaak met glycol?
Een luchtverwarmer is een type apparaat waarvan de taak is het verwarmen van de luchtstroom die erdoorheen gaat met behulp van heet medium dat in de installatie circuleert. Dit verwarmingsmiddel, waarvan de warmte wordt overgedragen aan de lucht – dit is vaak glycol – dan spreekt men van glycol-luchtverwarming, maar het kan ook water zijn. Waarom veel magazijnen of productiehallen in luchtverwarmingskringen glycol gebruiken in plaats van simpelweg water – leggen we hieronder uit.
Meestal is dit medium een mengsel van water en glycol, omdat dit bescherming biedt tegen bevriezen bij lage temperaturen. Dit is van bijzonder belang in centrale ventilatie-installaties, industriële installaties en systemen die buiten gebouwen werken, waar water alleen zou kunnen bevriezen en zou leiden tot beschadiging van de verwarmer of het systeem. Het glycol-additief verlaagt het vriespunt van het medium en verhoogt de veiligheid en betrouwbaarheid van het gehele systeem, hoewel het tegelijkertijd de warmteoverdrachteigenschappen iets verslechtert in vergelijking met zuiver water – omdat glycol warmte iets slechter afgeeft.
De voorwaarde voor efficiënt functioneren van zo'n luchtverwarmer, die een warme luchttoevoer in een bepaalde ruimte moet garanderen, is dus voeding met warm medium. Maar waar haalt dit medium de warmte vandaan?
Glycol-luchtverwarming heeft een warmtebron nodig - bijvoorbeeld een ketel
Het verwarmingselement voor lucht in de centrale ventilatie moet worden gevoed met warm medium - dat warmte aan de doorstromende lucht in het verwarmingselement zal afgeven. Dit medium moet ergens vandaan komen - daarom is een warmtebron nodig - bijvoorbeeld een gas- of pelletketel, maar het kan ook een warmtepomp zijn. Glycol geeft, na het afgeven van warmte aan de lucht in de verwarmer, gekoeld terug naar de warmtebron en warmt zich opnieuw op, waarna het weer naar de verwarmer gaat - volgens het circulatieprincipe. Het systeem kan dus efficiënt werken - maar waarvoor is in dit geval een platenwarmtewisselaar nodig?
Rol van de platenwisselaar in het systeem met luchtverwarmer
De platenwarmtewisselaar vervult in het systeem met luchtverwarmer de functie van tussenpersoon tussen de warmtebron en het glycolcircuit dat de verwarmer voedt. Zijn taak is het overbrengen van thermische energie van de verwarmingsinstallatie naar het water-glycolmengsel zonder menging van beide media. Deze oplossing maakt het mogelijk om het circuit van de warmtebron los te koppelen van het circuit van de verwarmer, wat de veiligheid van de installatie verhoogt, het onderhoud vergemakkelijkt en verschillende werkingsparameters aan beide zijden van de wisselaar mogelijk maakt.
Laten we erop wijzen – dat in de verwarmingsinstallatie (zeg maar in termen – de ketelcircuit) het verwarmingsmiddel water is – terwijl in de verwarmer meestal een mengsel van water en glycol is. Om glycol los te koppelen van de ketelcircuit die op water werkt, wordt een platenwarmtewisselaar gebruikt.
Dit zal warmte overbrengen van de ketelcircuit naar glycol in de verwarmersinstallatie – maar nog steeds met mechanische scheiding van deze circuits. De platenwisselaar zal warmte overdragen zonder menging van deze circuits (het is geen hydraulische afscheider).
Dit is bijzonder belangrijk in ventilatie- en industriële systemen waar de verwarmer kan worden blootgesteld aan lage temperaturen en het gebruik van glycol effectief bescherming biedt tegen bevriezen.
Vereenvoudigd schema van de installatie van platenwisselaar met verwarmer
Hieronder presenteren we natuurlijk een zeer vereenvoudigd schema dat de rol van de warmtewisselaar in de installatie met luchtverwarmer weergeeft. Het schema laat veel belangrijke details achterwege, zoals bijvoorbeeld kleppen en circulatiepompen. Het doel is om de plaatsing van de wisselaar zelf als verbinding tussen warmtebron en verwarmer aan te tonen, met vermelding dat zo'n systeem 2 onafhankelijke circuits heeft.
Selectie van Nordic Tec-wisselaar voor verwarmer met glycol
De onderstaande selectieprincipes zijn niet universeel en betreffen een specifiek merk warmtewisselaar, het Poolse bedrijf Nordic Tec. Deze beginselen hoeven niet vergelijkbaar te zijn in het geval van andere producenten. Het feit dat Nordic Tec specifieke omrekeningsfactoren voor plaatoppervlak toepast, waarmee u zich kunt richten – maakt de selectie van wisselaars veel gemakkelijker, maar niet altijd is vergelijking van plaatoppervlak van modellen van verschillende producenten redelijk (omdat platen kunnen verschillen, verschillende dikte kunnen hebben en profilering, de afstand tussen platen ook verschillend kan zijn – wat betekent dat de warmteoverdrachtcoëfficiënt anders kan zijn ondanks dezelfde oppervlakte). Om dit duidelijker te maken – een wisselaar met plaatoppervlak van 1m² van Nordic Tec kan toch nog steeds effectiever zijn in warmteoverdracht dan een vergelijkbaar model van dezelfde oppervlakte van een goedkoper merk – omdat Nordic Tec zich richt op apparaten met een hogere warmteoverdrachtcoëfficiënt. Dezelfde plaatoppervlakte betekent dus niet altijd dezelfde effectiviteit. Vooral het kiezen van de goedkoopste wisselaars, vaak slechts iets goedkoper, levert meestal geen grote besparing op, en de schijnbare besparing komt meestal toch neer op relatief kleine bedragen.
Plaatoppervlak van platenwisselaar in relatie tot verwarmer
Als we rekening houden met de typische aanvoertemperatuur die gebruikt wordt bij verwarming op basis van luchtverwarming – deze varieert van 50 tot 70 graden Celsius. Onder deze omstandigheden moet u ongeveer 0,3 - 0,35 m² platen per 10 kW glycol-verwarmer selecteren. Als de verwarmer groter is – moet u dit dienovereenkomstig berekenen om binnen de verhouding te blijven. Overbemeting van de wisselaar is geen probleem – het is echter raadzaam om onderbemeting te vermijden – dus het toepassen van een te kleine eenheid.
Wat als in plaats van glycol water in de verwarmingscircuit zit?
Veel mensen zullen zich waarschijnlijk afvragen – waarom dan een wisselaar nodig is. Immers, deze moest glycol scheiden dat zich in de verwarmingscircuit bevond. In veel systemen met luchtverwarming wordt inderdaad water gebruikt, op voorwaarde dat de belegger en ontwerper geen risico op bevriezen van het systeem zien – en daarom geen reden hebben om vriesmiddelen toe te passen. Vanuit het perspectief van de selectie van de warmtewisselaar – is dit goed nieuws – omdat water warmte ongeveer 10% gemakkelijker afgeeft dan water met glycol (bij benadering, want het hangt precies af van de concentratie).
Dit maakt het mogelijk om iets kleinere platenwarmtewisselaars toe te passen, bijvoorbeeld 0,25-0,3 m² platen per 10 kW.
Wat doen we met systemen met lage aanvoertemperatuur – bijvoorbeeld met warmtepompen?
Dit is beslist een ander onderwerp, maar je moet beginnen met het feit dat systemen met verwarmers waarbij een aanvoertemperatuur lager dan 50 graden Celsius wordt ontworpen, zeldzamer zijn. Fabrikanten van verwarmingselementen stellen over het algemeen dat luchtverwarming, om relatief hoge prestaties te bereiken, hogere werkingstemperaturen vereist. Desalniettemin – in overeenstemming met de algemene trend naar het creëren van lage-temperatuursystemen – wordt het circuit van verwarmers ook gevoed door warmtepompen. Zoals we weten, moeten warmtepompen, om effectief te werken, idealiter op lagere temperaturen werken, wat gevolgen heeft.
In dergelijke situaties is helaas een grotere warmtewisselaar nodig en selecteert u een eenheid volgens het principe "hoe lager de temperatuur – hoe groter de wisselaar". Zelfs het toepassen van wisselaars in de orde van 0,5-0,6 m² platen per 10 kW is zinvol, als we streven naar het behoud van de laagst mogelijke werkingstemperatuur van de warmtebron. Het is echter de moeite waard om te overwegen of, zelfs in het geval van adequate warmteoverdracht door de wisselaar, zo'n verwarmer het verwarmen van een bepaald object wel aankan. Als het ontworpen is voor zulke lage temperaturen – staat eigenlijk niets dit in de weg, maar onthoud dat verwarmers heel vaak niet het modernste type objecten voeden.
Lees ook:
Laat een reactie achter