Nagrzewnice powietrza służą do ogrzewania powietrza, czyli do podnoszenia jego temperatury bez zmiany zawartości wilgoci w powietrzu. W centralach stosuje się nagrzewnice, które są wymiennikami ciepła pomiędzy czynnikiem grzejnym a powietrzem:
- wodne – czynnikiem grzejnym jest woda o niskiej temperaturze, np. 80/60oC, 90/70oC, która oddaje ciepło jawne bez zmiany stanu skupienia,
- parowe – czynnikiem grzejnym jest para wodna nasycona sucha, o niskim ciśnieniu <0,07 MPa i temperaturze < 110oC, która oddaje ciepło parowania i wskutek tego podlega skropleniu, lub freon w skraplaczach pomp ciepła,
- nagrzewnice elektryczne, w których do ogrzewania powietrza wykorzystuje się grzałki elektryczne.
Jak zbudowana jest nagrzewnica w klimatyzacji
Nagrzewnice będące wymiennikami ciepła zbudowane są z rur, najczęściej miedzianych, przez które przepływa czynnik grzejny, woda lub para wodna. Rury opływane są z zewnątrz przez ogrzewane powietrze. Dla intensyfikacji wymiany ciepła ożebrowuje się je do zewnątrz przez nasadzenie lamel, najczęściej aluminiowych, ściśle przylegających do powierzchni rury. Poszczególne odcinki rur łączy się w rzędy równoległe, czyli w sposób kolektorowy lub szeregowy, czyli wężownicowo. Stosowane są też połączenia szeregowo-równoległe. W tym przypadku z kilku rur połączonych szeregowo tworzone są tzw. Obiegi, które następnie łączone są równolegle w rząd. Rury w rzędzie mogą być ustawione poziomo, co jest zalecane dla nagrzewnic wodnych, dla łatwiejszego ich odpowietrzania lub pionowo dla nagrzewnic parowych w celu lepszego spływu kondensatu. Rzędy łączy się ze sobą szeregowo lub równolegle. Zazwyczaj stosuje się 1-4 rzędy rur.
Kierunek przepływu powietrza w nagrzewnicy jest prostopadły do przepływu czynnika grzejnego, jest to tzw. Przepływ krzyżowy. Ze względu na kierunek przepływu czynnika grzejnego, czyli miejsce podłączenia jego zasilania i powrotu, wyróżnia się układ współprądowo-krzyżowy lub przeciwprądowo-krzyżowy.
Jeśli zachodzi potrzeba, stosuje się dwie lub więcej połączonych nagrzewnic, które mogą być ustawione dwojako w stosunku do przepływu powietrza:
- szeregowo dla intensywnego ogrzewania małych strumieni objętości powietrza, które ma wtedy większą prędkość i musi kolejno pokonać opór wszystkich nagrzewnic,
- równoległe dla ogrzewania dużych strumieni objętości powietrza w niewielkim zakresie temperatury, powietrze przepływa wtedy w większym kanale, co powoduje, że jego prędkość jest mniejsza i ma ono do pokonania opór jednej nagrzewnicy.
Nagrzewnice elektryczne wykonuje się z nieizolowanych drutów lub taśm oporowych ze stopów niklowo-chromowych, prętów grzejnych miedzianych lub stalowych.
Parametrami charakteryzującymi nagrzewnice są: powierzchnia wymiany ciepła, moc cieplna nagrzewnicy, współczynnik przenikania ciepła przez nagrzewnicę, powierzchnia czołowa nagrzewnicy, prędkość czołowa powietrza w nagrzewnicy, strata ciśnienia powietrza przy przepływie przez nagrzewnicę, strata ciśnienia czynnika grzewczego przy przepływnie przez nagrzewnicę.
Jak dobrać wodną lub parową nagrzewnicę powietrza
Przed przystąpieniem do doboru nagrzewnicy należy ustalić wartość następujących parametrów:
- strumienia masy powietrza wentylacyjnego,
- temperatury powietrza przed i za nagrzewnicą,
- rodzaju i parametrów dostępnego czynnika grzejnego: ciśnienia pary lub temperatury początkowej i temperatury końcowej wody.
Pełny dobór nagrzewnicy polega na określeniu wymaganego pola powierzchni wymiany ciepła co w praktyce sprowadza się do wyznaczenia potrzebnych parametrów konstrukcyjnych nagrzewnicy: powierzchni czołowej, liczby rzędów rur oraz liczby rur w rzędzie.
Aby obliczyć pole powierzchni czołowej niezbędne jest wyznaczenie:
- mocy cieplnej nagrzewnicy,
- współczynnika przenikania ciepła,
- prędkości czołowej przepływu powietrza.
W ramach doboru nagrzewnicy określa się również parametry przepływowe nagrzewnicy: strumień masy i prędkość czynnika grzejnego w rurkach oraz straty ciśnienia powietrza i czynnika grzewczego. Sprawdza się, czy nagrzewnica jest w stanie dostarczyć odpowiednią moc cieplną.
Jeżeli planują Państwo w swoim budynku w Szczecinie montaż centrali klimatyzacyjnej i zastanawiają się nad doborem urządzeń serdecznie zapraszamy do kontaktu. Nasi specjaliści pomogą w doborze optymalnego rozwiązania pod względem finansowym i funkcjonalnym.
