Jak dobrać nagrzewnicę wodną?

Moc oraz wydajność wentylatora - to najważniejsze parametry, które należy uwzględnić, wybierając nagrzewnicę wodną. Jak obliczyć zapotrzebowanie na energię niezbędną do ogrzania pomieszczenia oraz na co jeszcze zwrócić uwagę, planując zakup nagrzewnicy zasilanej z centralnego ogrzewania?

Nagrzewnica wodna czy grzejniki?

Do ogrzewania obiektów komercyjnych i przemysłowych bardzo często wykorzystuje się nagrzewnice wodne. Urządzenia te wykorzystują wymuszoną konwencję - wdmuchują do pomieszczenia powietrze ogrzane w wymienniku ciepła, przy czym źródłem ciepła nie jest sama nagrzewnica (jak w przypadku nagrzewnic elektrycznych, gazowych i olejowych), a instalacja centralnego ogrzewania. Czy warto inwestować w taki sprzęt? W obiektach o dużej kubaturze nagrzewnice wodne sprawdzają się lepiej niż tradycyjne grzejniki - są tańsze w zakupie, montażu i eksploatacji oraz znaczenie sprawniej i szybciej rozprowadzają ciepło w pomieszczeniu.

Rodzaje nagrzewnic wodnych

Wybór nagrzewnicy będzie zależeć m.in. od typu pomieszczenia, w którym urządzenie ma pracować. Niektóre modele przeznaczone są wyłącznie do wnętrz suchych i czystych - wśród nich są tzw. urządzenia pomieszczeniowe (np. do biur i sklepów) oraz przemysłowe (hal, magazynów i obiektów usługowych). Inne opracowano specjalnie z myślą o trudnych warunkach - sprawdzą się w zwłaszcza w budynkach rolniczych, w których występuje wilgoć, a także zanieczyszczenie powietrza związkami organicznymi i chemikaliami.

Nagrzewnica wodna do centrali wentylacyjnej

Jeszcze innym typem konstrukcji są nagrzewnice wodne stosowane w centralach wentylacyjnych. Instaluje się je bezpośrednio w mechanicznym systemie nawiewno-wywiewnym (rekuperacji) budynku - jako nagrzewnica wstępna lub wtórna. Ich zadaniem nie jest jednak nagrzewanie pomieszczeń, a zabezpieczenie rekuperatora przez zamarzaniem. W niektórych przypadkach mogą one jednak służyć do wstępnego podgrzania powietrza wentylacyjnego (taką możliwość dają nagrzewnice wtórne).

Moc nagrzewnicy

Najważniejszym parametrem decydującym o właściwościach użytkowych nagrzewnicy jest jej moc. Wyrażana w kilowatach (kW), w praktyce określa, ile ciepła urządzenie jest w stanie wygenerować. Logika nakazuje też, by nie stosować nagrzewnic, których moc przekracza możliwości źródła zasilania (np. kotła). Wydajność nagrzewnicy należy dopasować do objętości powietrza, które chcemy nagrzać - uwzględniamy przy tym wymiary pomieszczenia, dzięki którym obliczymy jego kubaturę. Istotny będzie także wymagany przyrost temperatury - punktem wyjścia powinna być temperatura w nieogrzewanym pomieszczeniu w największe mrozy. Przy wyliczeniach należy również uwzględnić współczynnik izolacji cieplnej budynku, który zależy od rodzaju jego konstrukcji oraz zastosowanej izolacji.

Jak obliczyć zapotrzebowanie na moc?

Wstępną i bardzo prostą metodą na określenie wymaganej mocy nagrzewnicy jest przyjęcie założenia, że na każde 10 m kw. pomieszczenia potrzebujemy 1 kW mocy grzewczej (dotyczy dobrze izolowanych pomieszczeń o wysokości ok. 2,6 m). Wzór na precyzyjne obliczenie mocy cieplnej również jest dość prosty: mnożymy objętość pomieszczenia przez wymagany przyrost temperatury i współczynnik izolacji cieplnej. Otrzymany wynik wyrażany jest w kcal/h. By uzyskać wartości w kW/h, należy go podzielić przez 860 (przyjmujemy, że 1 kW/h = 860 kcal/h). W wykonaniu niezbędnych działań przydatne będą specjalne kalkulatory online.

Maksymalna moc to nie wszystko

Mała nagrzewnica wodna może dysponować mocą maksymalną od 3 kW. Największe urządzenia tego typu mają moc nawet 110 kW. Warto wziąć pod uwagę, że nagrzewnica wodna osiągnie największą moc grzewczą tylko w określonych warunkach, tzn. przy maksymalnej temperaturze wody grzewczej oraz przy najwyższej prędkości obrotowej wentylatora. W praktyce ciągła praca urządzenia przy takich parametrach jest trudna do utrzymania, choć oczywiście będzie ona wymagana jedynie w najchłodniejsze dni roku. Precyzyjne informacje o wydajności grzewczej nagrzewnicy w różnych warunkach i trybach pracy uzyskamy w udostępnianych przez producentów kartach katalogowych.

Uwaga na źródło ciepła

Różne nagrzewnice wodne projektowane są z myślą o współpracy z różnymi źródłami ciepła - jak wspomnieliśmy wcześniej, ich wydajność zależy bowiem w dużej mierze od temperatury czynnika grzewczego doprowadzanego do urządzenia. W przypadku niskotemperaturowych źródeł ciepła (np. pomp ciepła i pieców kondensacyjnych) należy stosować urządzenia z wymiennikami ciepła o dostosowanej do nich geometrii, która zapewnia wysoką efektywność przy niskich temperaturach wody.

Jedna czy więcej nagrzewnic?

W przypadku potrzeby ogrzania dużych pomieszczeń może się okazać, że odnalezienie nagrzewnicy o odpowiednio dużej mocy jest niemożliwe. Wówczas można zastosować dwa lub więcej urządzeń - ich moc się sumuje. Decydując się na takie rozwiązanie, trzeba jednak zwrócić szczególną uwagę na rozmieszczenie nagrzewnic w pomieszczeniu. Chodzi o to, by uniknąć powstawania stref o znacznych różnicach temperatur - zwłaszcza, jeśli ogrzewamy pomieszczenia, w których przebywają ludzie lub zwierzęta. Z tego samego powodu w niektórych przypadkach lepiej jest zastosować kilka nagrzewnic o mniejszej mocy zamiast jednego urządzenia - takie rozwiązanie wiąże się jednak z większym wydatkiem inwestycyjnym.

Wydajność wentylatora

O cechach użytkowych nagrzewnicy wodnej decydują też parametry wentylatora, w które wyposażone jest urządzenie. Przede wszystkim chodzi tu o jego prędkość obrotową, zasięg strumienia i poziom hałasu. Najbardziej wydajne wentylatory są w stanie wygenerować strumień o pojemności nawet 6 tysięcy metrów sześciennych na godzinę. Pamiętajmy, że nagrzewnica wodna z wentylatorem, który pracuje z pełną mocą, może powodować dyskomfort osób przebywających w pomieszczeniu ze względu na hałas oraz nadmierne zawirowania powietrza. W praktyce korzystanie z takiego trybu zalecane jest jedynie w celu szybkiego nagrzania pomieszczeń, gdy w ich wnętrzach nie przebywają ludzie. W przypadku większych pomieszczeń (hale, magazyny, warsztaty) optymalna prędkość pracy wentylatora nie powinna przekraczać 45-70%, a w mniejszych (sklepy, biura) 30-45%.

Sterowanie pracą nagrzewnicy

Przy wyborze nagrzewnicy wodnej zwróćmy też uwagę na sposób sterowania pracą urządzenia. Regulując moc wentylatora, mamy wpływ na zmianę mocy grzewczej. W ofercie producentów znajdziemy różne typy sterowników - wśród nich są komponenty pozwalające na ręczne sterowanie mocą wentylatora - najczęściej stosuje się regulatory 5-biegowe, choć w ofercie dostępne są też modele z płynną regulacją prędkości. Praktycznym i ekonomicznym rozwiązaniem są też sterowniki wyposażone w termostat, które automatycznie dostosowują parametry pracy do zadanej temperatury. Do wyboru mamy także komponenty umożliwiające jednocześnie ręczną lub automatyczną regulacją.

Napięcie, sposób montażu i nakładki

Na co jeszcze zwrócić uwagę przy wyborze nagrzewnicy wodnej? Napięcie, do którego przystosowano urządzenie (230 V, 400 V), sposób montażu (naścienny, sufitowy), a także możliwość montażu nakładek optymalizujących pracę urządzenia. Wśród tych ostatnich stosuje się konfuzory, które zwężają, a jednocześnie zwiększają zasięg strumienia powietrza, a także destrafikatory, które zaleca się stosować w wysokich pomieszczeniach w celu ograniczenia strat ciepła wynikających ze zjawiska konwekcji (unoszenia się ciepłego powietrza do góry).