În acest articol ne vom ocupa de un subiect important: alegerea schimbătorului de căldură pentru o aerotermă pe glicol - care, de altfel, nu trebuie neapărat să funcționeze cu glicol. Acest mod de încălzire cu aeroterme nu se aplică de regulă locuințelor unifamiliale, dar este destul de des folosit în hale de depozitare sau la firme. Vom explica pe scurt cum funcționează aerotermele și care este principiul acestui tip de încălzire - iar în a doua parte a articolului ne vom ocupa de subiectul principal, adică alegerea schimbătorului de căldură cu plăci Nordic Tec pentru o astfel de aerotermă.
Dacă te interesează doar alegerea propriu-zisă a schimbătorului pentru aerotermă, iar în general știi cum funcționează o aerotermă și acest model de încălzire, poți trece direct la a doua parte a articolului.
Aeroterma este un tip de echipament al cărui rol este să încălzească fluxul de aer care trece prin el, folosind un agent termic cald care circulă în instalație. Acest agent termic, de la care căldura este transferată către aer, este adesea glicol - de aceea se vorbește despre aeroterme pe glicol - dar poate fi și apă. Despre motivul pentru care în multe depozite sau unități de producție se folosește glicol în circuitele aerotermelor, și nu pur și simplu apă, vom vorbi mai jos.
Cel mai adesea acest agent este un amestec de apă și glicol, deoarece asigură protecție împotriva înghețului la temperaturi scăzute. Acest lucru este important mai ales în centralele de ventilație, instalațiile industriale și sistemele care funcționează în exteriorul clădirilor, unde apa pură ar putea îngheța și ar putea deteriora aeroterma sau întregul sistem. Adaosul de glicol scade punctul de îngheț al agentului, crescând siguranța și fiabilitatea întregului sistem, deși în același timp înrăutățește ușor proprietățile de transfer termic în comparație cu apa pură - deoarece glicolul cedează căldura ceva mai slab.
Condiția pentru funcționarea corectă a unei astfel de aeroterme, care trebuie să asigure un flux de aer cald într-un anumit loc, este deci alimentarea ei cu agent termic cald. Dar de unde preia acest agent căldura?
Aeroterma dintr-o centrală de ventilație trebuie alimentată cu un agent termic cald, care va ceda căldura aerului care trece prin ea. Pentru aceasta este nevoie de o sursă de căldură - de exemplu o centrală pe gaz sau pe peleți, dar poate fi și o pompă de căldură. După ce cedează căldura aerului din aerotermă, glicolul se întoarce răcit la sursa de căldură, se încălzește din nou și apoi este trimis din nou spre aerotermă - pe principiul circulației. Sistemul poate deci funcționa eficient - dar atunci la ce este necesar aici un schimbător de căldură cu plăci?
✅ Vezi și: Grupuri de pompare și distribuitoare Nordic Tec
Schimbătorul de căldură cu plăci îndeplinește, într-un sistem cu aerotermă, rolul de intermediar între sursa de căldură și circuitul de glicol care alimentează aeroterma. Rolul lui este să transfere energia termică din instalația de încălzire către amestecul de apă și glicol, fără a amesteca cei doi agenți. O astfel de soluție permite separarea circuitului sursei de căldură de circuitul aerotermei, ceea ce crește siguranța instalației, ușurează exploatarea ei și permite folosirea unor parametri de funcționare diferiți pe cele două părți ale schimbătorului.
Să observăm că în instalația de încălzire (să spunem, convențional, circuitul centralei) agentul termic este apa, în timp ce în aerotermă este de obicei un amestec de apă și glicol. Pentru a separa glicolul de circuitul centralei care funcționează cu apă se folosește un schimbător de căldură cu plăci. Acesta permite transferul căldurii din circuitul centralei către glicolul din instalația aerotermei, dar menține separarea mecanică a celor două circuite.
Disponibil
Disponibil
Schimbătorul cu plăci transferă căldura fără a amesteca aceste circuite (nu este un separator hidraulic).
Acest lucru este deosebit de important în sistemele de ventilație și industriale, unde aeroterma poate fi expusă la temperaturi scăzute, iar folosirea glicolului o protejează eficient împotriva înghețului.
Mai jos prezentăm o schemă, desigur foarte simplificată, care ilustrează rolul schimbătorului de căldură într-o instalație cu aerotermă. Schema omite multe detalii importante, cum ar fi vanele sau pompele de circulație. Scopul ei este să arate poziția schimbătorului de căldură ca element de legătură între sursa de căldură și aerotermă, subliniind faptul că un astfel de sistem are 2 circuite independente.
Regulile de alegere de mai jos nu sunt universale și se referă la o marcă specifică de schimbătoare de căldură - compania poloneză Nordic Tec. Aceleași reguli nu trebuie neapărat să fie valabile pentru alți producători. Faptul că Nordic Tec folosește indicatori concreți privind suprafața plăcilor, de care te poți ghida, ușurează foarte mult alegerea schimbătoarelor, însă compararea suprafeței plăcilor între modele ale unor producători diferiți nu este întotdeauna justificată (deoarece plăcile pot fi diferite, pot avea grosime și profilare diferite, iar distanța dintre plăci poate varia de asemenea - ceea ce face ca fluxul de căldură transferat să poată fi diferit, chiar dacă suprafața este aceeași). Mai simplu spus, ca să ilustrăm acest lucru: un schimbător de căldură cu o suprafață a plăcilor de 1 m² marca Nordic Tec poate fi în continuare mai eficient în transferul de căldură decât un model similar, cu aceeași suprafață, al unui producător mai ieftin - deoarece Nordic Tec mizează pe echipamente cu un coeficient de transfer termic mai ridicat. Aceeași suprafață a plăcilor nu va însemna deci întotdeauna aceeași eficiență. În special alegerea celor mai ieftine schimbătoare, adesea cu puțin mai ieftine, poate să nu reprezinte o economie semnificativă, iar economia aparentă se poate reduce, oricum, la sume relativ mici.
Dacă avem în vedere temperatura de alimentare tipică pentru încălzirea bazată pe aeroterme, aceasta oscilează, de regulă, între 50 și 70 de grade Celsius. În aceste condiții trebuie aleasă o suprafață de aproximativ 0,3-0,35 m² de plăci la 10 kW de aerotermă pe glicol. Dacă aeroterma este mai mare, trebuie recalculat corespunzător, pentru a păstra proporția. O eventuală supra-dimensionare a schimbătorului nu reprezintă o problemă - este însă indicat să se evite subdimensionarea lui, adică folosirea unei unități prea mici.
Unii se întreabă probabil - la ce mai e nevoie atunci de schimbător. Doar rolul lui era să separe glicolul aflat în circuitul aerotermei. Într-adevăr, în multe sisteme cu aeroterme se folosește apă, atât timp cât investitorul și proiectantul consideră că nu există risc de îngheț al sistemului - deci nu este nevoie de lichide antigel. Din perspectiva alegerii schimbătorului de căldură, aceasta este o veste bună - deoarece apa preia (și cedează) căldura cu aproximativ 10% mai ușor decât apa cu glicol (aproximativ, deoarece depinde mai exact de concentrație).
Acest lucru permite deci folosirea unor schimbătoare cu plăci puțin mai mici, de exemplu 0,25-0,3 m² de plăci la 10 kW.
Disponibil
Disponibil
Aceasta este cu siguranță o chestiune diferită, dar trebuie pornit de la faptul că sistemele cu aeroterme proiectate pentru o temperatură de alimentare sub 50 de grade Celsius sunt mai rare. Producătorii de aeroterme informează, de regulă, că aerotermele au nevoie de temperaturi de lucru mai ridicate pentru a atinge o eficiență relativ mare. Cu toate acestea - în concordanță cu tendința generală de a crea sisteme de joasă temperatură - se folosesc pentru încălzirea circuitelor aerotermelor și pompe de căldură. După cum știm, pompele de căldură, pentru a funcționa eficient, ar trebui de regulă să lucreze la temperaturi mai scăzute, ceea ce are consecințele sale.
În astfel de situații este, din păcate, nevoie de un schimbător de căldură mai mare, iar unitatea se alege conform principiului "cu cât temperatura este mai mică, cu atât schimbătorul trebuie să fie mai mare". Chiar și folosirea unor schimbătoare de ordinul 0,5-0,6 m² de plăci la 10 kW are sens, dacă ne interesează menținerea unor temperaturi de lucru cât mai scăzute la sursa de căldură. Merită totuși să ne gândim dacă, chiar și în condițiile unui transfer corect de căldură prin schimbător, o astfel de aerotermă va reuși să încălzească obiectivul respectiv. Dacă acesta este adaptat unor temperaturi atât de scăzute, practic nimic nu împiedică această soluție, dar să nu uităm că aerotermele alimentează adesea clădiri care nu sunt de tip foarte nou.
Disponibil
Disponibil
Vezi și:
Disponibil
Disponibil
BLOG:
Subdimensionarea schimbătorului de căldură – ce înseamnă în practică?
Supra-dimensionarea schimbătorului de căldură – la ce folosește?
Izolația termică a schimbătorului de căldură cu plăci – este necesară? Schimbă cu adevărat ceva?
Ce schimbător de căldură pentru piscină?
Cum să alegi un schimbător de căldură pentru un cazan pe gaz?
Conectarea schimbătorului de căldură Nordic Tec. Se pot inversa direcțiile de curgere indicate pe plăcuța de identificare?
