Predimenzovanie výmenníka tepla - na čo to slúži?

Predimenzovanie výmenníka tepla jednoducho znamená inštaláciu modelu s vyšším výkonom, ako matematicky vyžaduje naša inštalácia. Prečo sa to robí? Je to správny prístup?

Mali by sme vyberať výmenník tepla s rezervou?

Správne zvolené hydraulické zariadenie takmer vždy musí mať dodatočnú rezervu výkonu (kW) – to platí aj pre výmenník tepla, hoci samozrejme existujú rozumné hranice predimenzovania, nad ktoré nemá zmysel ísť.

Výmenník tepla je zariadenie, ktoré sa ako každé iné časom opotrebováva. V hydraulickej inštalácii je vystavené rôznym teplotám, tlakom, a predovšetkým kontaktu s médiami, ktoré časom spôsobujú jeho zanášanie vodným kameňom (jav vyzrážania kotlového kameňa a jeho vplyv na hydraulické zariadenia, vrátane výmenníkov tepla, sme opísali v inom článku).
✅ O účinnosti doskového výmenníka (alebo modelu inej konštrukcie) rozhoduje najviac tzv. plocha výmeny tepla, ktorá sa zmenšuje s tým, ako sa pokrýva kameňom. Zjednodušene je to jednoducho celková plocha dosiek výmenníka tepla, prípadne celková plocha podieľajúca sa na prenose tepla – v prípade modelov inej konštrukcie, napr. rúrkových výmenníkov tepla.

Zanesené časti oceľových dosiek už bohužiaľ nevymieňajú alebo takmer nevymieňajú teplo medzi kvapalinami – a to znamená systematické znižovanie účinnosti výmenníka z sezóny na sezónu. Preto výber zariadenia bez predimenzovania je výberom niekedy na 1-2 sezóny. Potom sa začína problém s kameňom, výmenník znižuje svoj skutočný výkon a de facto sa stáva zariadením neschopným preniesť plný tepelný výkon.

Príznaky poklesu účinnosti výmeny tepla

Pokles účinnosti výmeny tepla sa začína prejavovať chladnejšími radiátormi a teplejším návratom do kotla - v porovnaní s prvou vykurovacou sezónou. To tiež spôsobuje postupný nárast spotreby paliva vykurovacím zariadením, teda nárast nákladov na vykurovanie. Aby sa tejto situácii predišlo, je dobré jednoducho použiť predimenzovaný výmenník tepla. Dodatočný výkon zabezpečí, že ani po niekoľkých rokoch nebudeme pociťovať pokles účinnosti vykurovania.

Ale možno namiesto predimenzovania výmenníka - dbať na hygienu inštalácie?

✅ Existuje možnosť zabrániť vzniku vodného kameňa?

V značnej miere áno (napr. inštaláciou zmäkčovačov vody), ale úplne sa tomu zabrániť nedá. Na trhu sú špeciálne prípravky na odvápnenie inštalácií a s tým súvisiacich zariadení. Hygiena inštalácie či samotné čistenie výmenníkov tepla je veľmi prospešné a odporúčané každým výrobcom hydraulického zariadenia - avšak každý výmenník má svoju životnosť, ktorá nemôže byť neobmedzená. Tým viac, že usadeniny brániace výmene tepla nie sú len kotlový kameň - často ide o iné druhy organických nečistôt z inštalácie, čo sa týka najmä otvorených systémov. Všeobecne platí, že z objektívnych dôvodov sú uzavreté systémy oveľa menej náchylné na znečistenie a tvorbu rôznych usadenín ako systémy, v ktorých voda prichádza do styku so vzduchom v prelivovej expanznej nádobe.

Predimenzované jednotky môžu slúžiť až 10-15 sezón, správne zvolené na tesno zvyčajne 2-4 sezóny.

Môže predimenzovanie výmenníka tepla uškodiť?

Predimenzovanie výmenníka tepla je neškodné, aj keď je výrazné. Používanie oveľa väčších výmenníkov, než potrebujeme, sa však spája s veľkými nákladmi, ktoré prestávajú byť v určitom momente oprávnené. Správne zvolený výmenník je predimenzovaný v rozmedzí 20-50% vzhľadom na požadovaný tepelný výkon. Upozorňujeme však na reálne dosiahnuteľné výkony pri daných parametroch inštalácie, a nie na nominálny výkon, ktorý je často počítaný pre vysoké parametre, výhodnejšie ako v domácich inštaláciách.

Najlepšie je v tomto prípade požiadať o pomoc pri výbere odborníkov. Ak potrebujete pomoc s výberom výmenníka - využite bezplatnú radu a kontaktujte nás.

Výmenník tepla Nordic Tec Ba-16-22 1" 12-30 kW

SK Ba-16-22

99.99

View

Výmenník tepla Nordic Tec Ba-16-32 1" 20-40 kW

NT Ba-16-32

127.5

View

Výmenník tepla Nordic Tec Ba-16-60 1" 32-65 kW

NT Ba-16-60

178.5

View

Nástenný držiak s uhlovými spojmi - pre výmenník tepla 1"

SK-WSP1"

112.99

View

Ako vybrať výmenník tepla s vhodným predimenzovaním?

Otázka, ako vybrať výmenník tepla - aby bol vhodne predimenzovaný a aby zariadenie slúžilo v našom vykurovacom systéme 10-15 sezón - je bohužiaľ individuálna a musí byť položená v kontexte konkrétnej vykurovacej inštalácie.

Najlepšie je samozrejme riadiť sa plochou výmeny tepla (plochou dosiek výmenníka tepla) - a nie nominálnym výkonom výmenníka, ktorý bol vypočítaný pre pomerne neobvyklé - priemyselné parametre. Toto je všeobecný trhový trend.

✅ Firma Nordic Tec ponúka pomerne praktický prístup prostredníctvom zverejňovania prepočtových tabuliek - teda informácií, aká by mala byť plocha dosiek výmenníka pre konkrétny výkon kotlov. Zvyčajne sa pohybuje na úrovni 0,25-0,3 metra štvorcového dosiek výmenníka na 10 kW kotla. Takýto prepočet už obsahuje požadované predimenzovanie zariadenia - ale treba si uvedomiť, že z povahy veci nemôže brať do úvahy ďalšie, neobvyklé aspekty nášho vykurovacieho systému.

Niekedy je potrebné predimenzovať zariadenie ešte viac - môžu to byť situácie ako:

napríklad zdroj tepla je výrazne vzdialený od vykurovanej budovy, najmä keď pripájame iný objekt
v inštalácii na jednej strane sa objavuje glykol
inštalácia je mimoriadne stará
ide o staré budovy
inštalácia nie je modernizovaná a potenciálne má nízku účinnosť

Prepočty dimenzovania výmenníka tepla pre krby a tepelné čerpadlá

Podobné prepočty ako v prípade kotlov sa používajú pri výbere výmenníka pre krby s vodným plášťom, a sú tiež matematicky podobné. Bohužiaľ, oveľa väčšie prepočty plôch sa používajú pri pripojení tepelných čerpadiel k systémom kurenia - práve inštalácie s tepelnými čerpadlami vyžadujú najväčšie predimenzovanie výmenníka tepla. O to väčšia by mala byť plocha dosiek - čím nižšia má byť teplota napájania tepelného čerpadla. Zjednodušene povedané - najväčšie výmenníky v prepočte na 10 kW zariadenia sa vyberajú pre tepelné čerpadlá pracujúce v nízkoteplotných podlahových systémoch.