Dobór wodnych nagrzewnic powietrza

Ogrzewanie nadmuchowe jest jednym z najbardziej efektywnych systemów ogrzewania pomieszczeń. Powietrze przepływające przez wymiennik ciepła (wodny, gazowy lub elektryczny) w aparacie grzewczym odbiera od niego energię cieplną i przekazuje ją do otoczenia. Dzięki wymuszonej konwekcji system ogrzewania nadmuchowego ma małą bezwładność, zatem za jego pomocą można w krótkim czasie zwiększyć temperaturę w pomieszczeniu. Ponadto powietrze wprawione w ruch szybciej rozchodzi się po całym obiekcie, ogrzewając go w całej jego kubaturze. W artykule omówiono zagadnienia związane z doborem ogrzewania nadmuchowego na przykładzie nagrzewnic wodnych.

dobor wodnych - Dobór wodnych nagrzewnic powietrzaFot. 2. Wysoka wydajność, lekka konstrukcja oraz niezawodność decydują o wyborze LEO FB do ogrzewania hal przemysłowych, supermarketów, pawilonów, dużych powierzchni magazynowych, obiektów sportowych i sakralnych. Nowoczesne, energooszczędne sterowanie (System M) oparte jest na modulowanej pracy wentylatora (regulacji prędkości obrotowej wentylatora w funkcji temperatury).

Straty ciepła

Podstawowym kryterium doboru liczby aparatów grzewczych dla danego obiektu są obliczeniowe straty ciepła. Jednak takie podejście do tej kwestii, choć prawidłowe z projektowego punktu widzenia, może okazać się mało komfortowe dla użytkownika. Oprócz wyznaczonych strat ciepła bardzo ważnym parametrem, szczególnie dla zachowania odpowiedniego komfortu cieplnego, jest temperatura powietrza nadmuchiwanego przez nagrzewnicę, a dokładniej różnica między temperaturą nadmuchiwanego powietrza a temperaturą powietrza w pomieszczeniu – Dt. Obliczeniowe straty ciepła wyznaczane są dla najbardziej niekorzystnych warunków, jakie mogą wystąpić w danym obiekcie. Jednak wartość ta jest wielkością zmienną, dlatego urządzenia powinny mieć regulowaną moc grzewczą. Moc nagrzewnic wodnych również nie jest stała i zależy od: temperatury i przepływu czynnika grzewczego, wydajności wentylatora, temperatury powietrza na wlocie do aparatu. Zatem w danym obiekcie w zależności od wymagań można zastosować różne typy nagrzewnic: o większej lub mniejszej mocy, z większą lub mniejszą wydajnością. Najczęściej stosowanym sposobem regulacji jest zmiana wydajności wentylatora.

Gdy prędkość obrotowa osiąga maksimum, nagrzewnica uzyskuje najwyższą moc grzewczą, a kiedy się zmniejsza, maleje moc urządzenia. Dlatego teoretycznie np. urządzenie o nominalnej mocy 40 kW może być zastosowane w pomieszczeniu o stratach ciepła w wysokości zaledwie 10 kW. Należy pamiętać, że po zmniejszeniu wydajności wentylatora znacznie wzrośnie temperatura powietrza nawiewanego. W wielu przypadkach, szczególnie w wysokich obiektach, taka sytuacja będzie niekorzystna, gdyż zbyt duża różnica temperatur między powietrzem nawiewanym a utrzymywanym w pomieszczeniu zaburzy komfort cieplny. W pobliżu zamontowanych urządzeń powstaną strefy cieplejszego powietrza, natomiast dalsze części pomieszczenia mogą być niedogrzewane. Ponadto wzrosnąć mogą straty ciepła, ponieważ ciepłe powietrze będzie łatwiej migrowało i gromadziło się w górnych partiach obiektu. Dlatego bardzo ważne jest, by przy doborze urządzeń zwracać uwagę nie tylko na straty ciepła, ale także na temperaturę powietrza nawiewanego.

reklama

Aby odpowiednio dobrać nagrzewnicę, należy rozpatrzyć wiele czynników: straty ciepła, charakterystykę obiektu, jego wymiary, oczekiwaną temperaturę, wymagania akustyczne i sposób montażu nagrzewnic. W przypadku wielkokubaturowych obiektów, np. hal magazynowych, gdzie temperatura utrzymywana w pomieszczeniu często nie przekracza 15°C, korzystniejsze będzie zastosowanie urządzeń o mniejszym przyroście temperatury powietrza nawiewanego. Uwzględniając dość niską oczekiwaną temperaturę, mała wartość Dt ograniczy powstawanie dużych gradientów temperatury w pomieszczeniu oraz „uciekanie” powietrza ku górze. Ponadto większa liczba urządzeń o niższej mocy umożliwi dokładniejsze utrzymanie założonej temperatury w całym obiekcie.

dobor wodnych 1 - Dobór wodnych nagrzewnic powietrzaFot. 1. Przykładowe rozmieszczenie urządzeń w obiekcie wielkokubaturowym: a) zastosowanie urządzeń o dużej mocy grzewczej, b) zastosowanie urządzeń o mniejszej mocy grzewczej

Z kolei w przypadku wysokich obiektów, powyżej 7 m, zastosowanie tego typu nagrzewnic zapobiegnie zbyt szybkiemu „uciekaniu” powietrza w górne strefy pomieszczenia. Alternatywnym rozwiązaniem jest dodatkowe zastosowanie destratyfikatorów, które będą przeciwdziałać gromadzeniu się ciepłego powietrza pod stropem. W niektórych obiektach, zwłaszcza w przypadku mniejszych pomieszczeń lub takich, w których utrzymywana jest temperatura komfortu cieplnego na poziomie 20 – 22°C lub wyższym, lepszym rozwiązaniem będzie zastosowanie nagrzewnicy o większej mocy (z większym przyrostem temperatury), która pozwoli szybciej osiągnąć wymaganą w pomieszczeniu temperaturę. Za dużo urządzeń o dużej mocy mogłoby powodować nadmierne zawirowania powietrza oraz odczuwanie przeciągu. Innym rozwiązaniem jest dobranie większej liczby nagrzewnico małej mocy (lepsze pokrycie), ale pracujących z mniejszą prędkością, by nie powodowały wrażenia przeciągu. To rozwiązanie należy jednak bardzo wnikliwie przeanalizować, gdyż umożliwia wprawdzie skuteczniejsze osiągnięcie komfortu, ale pociąga za sobą większe koszty inwestycyjne i eksploatacyjne, nieraz na tyle duże, że staje się ono wręcz nie ekonomiczne.

Podsumowanie

Ze względu na zróżnicowane wymagania wobec żądanej temperatury powietrza w pomieszczeniu nie ma urządzenia uniwersalnego, które jednakowo dobrze będzie pełniło swoją funkcję w każdych warunkach. Dlatego każdorazowo należy rozważyć, które rozwiązanie będzie w danym wypadku najlepsze – pokryje całkowicie zapotrzebowanie na ciepło, ale również zapewni użytkownikom odpowiedni komfort.

Grzegorz Perestaj

dobor wodnych 2 - Dobór wodnych nagrzewnic powietrzaGrzegorz Perestaj,
Flowair

Jakie parametry decydują o skuteczności działania nagrzewnicy? Czy zmieniają się one w zależności od tego, czy dany model pracuje na powietrzu świeżym, czy recyrkulacyjnym?

Ze względu na wysokie współczynniki przewodzenia ciepła najbardziej popularnymi wymiennikami stosowanymi w wodnych nagrzewnicach powietrza są wymienniki miedziano-aluminiowe.

Oczywiście wymiennik w całości zbudowany z miedzi posiadałby jeszcze większą moc. Jednak rozwiązanie takie jest ekonomicznie nieuzasadnione gdyż koszt produkcyjny jest niewspółmiernie wyższy od wzrostu mocy grzewczej. Bardzo istotnym parametrem jest odpowiedni dobór wentylatora i sposób rozprowadzenia nawiewanego powietrza. Aby ciepło było efektywnie odbierane od wymiennika, nawiewane przez wentylator powietrze powinno równomiernie omywać całą powierzchnię wymiennika. Jeżeli warunek ten nie będzie zachowany, rzeczywista moc grzewcza urządzenia będzie niższa niż obliczeniowa.

Moc grzewcza danej nagrzewnicy wodnej jest wartością zmienną i zależy od rodzaju, temperatury i prędkości przepływu czynnika grzewczego. Im większa temperatura czynnika i jego przepływ tym większa moc grzewcza urządzenia. Jednak ostatnimi czasy zauważa się coraz częstsze stosowanie niskotemperaturowych źródeł ciepła jak piece kondensacyjne czy pompy ciepła. W takim wypadku konieczne jest zastosowanie urządzenia z wymiennikiem ciepła o odowiedniej geometrii, np. nagrzewnica LEO FB 65 posiadająca trzyrzędowy wymiennik ciepła. Taka konstrukcja wymiennika zapewnia efektywne ogrzanie strumienia nawiewanego powietrza, nawet przy niskich temperaturach czynnika grzewczego.. Na wartość mocy grzewczej nie ma wpływu to czy nagrzewnica pracuje na powietrzu świeżym czy recyrkulacyjnym, tylko z jaką prędkością powietrze przepływa i jaką ma temperaturę. Wraz ze wzrostem temperatury zasysanego przez urządzenie powietrza maleje jego moc grzewcza. Dzieje się tak dlatego, gdyż zmniejsza się różnica temperatur pomiędzy przepływającym powietrzem a wymiennikiem, co powoduje gorszą wymianę ciepła.

Jedną z najprostszych metod regulacji mocy grzewczej jest zmiana prędkości nawiewanego powietrza. Zmniejszając wydajność wentylatora maleje moc grzewcza urządzenia. Najczęściej w tym celu stosowane są transformatorowe regulatory obrotów, które umożliwiają 5-stopniową regulację wydajności. Do nagrzewnic LEO dostępny jest płynny system regulacji prędkości obrotowej wentylatora (SYSTEM M) umożliwiający dokładną nastawę żądanej wydajności w sposób manualny lub automatyczny.

UDOSTĘPNIJ
Poprzedni artykułDotacja do pomp ciepła STIEBEL ELTRON WWK 300/300 SOL
Następny artykułBezdotykowe panele prysznicowe – Oras Elektra

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here