Welcher Wärmetauscher für einen 20 kW Heizkessel?

✅ Welcher Wärmetauscher ist am besten für einen 20-kW-Heizkessel geeignet?
☑️ Welche Art von Wärmetauscher sollte für einen 20-kW-Heizkessel gewählt werden, und wie berechnet man seine Größe?

Wenn Sie die Wärmeeffizienz Ihres Heizkessels mit einer Nennleistung von etwa 20 kW steigern möchten – oder wenn Sie ein offenes und ein geschlossenes System verbinden müssen, wobei der 20-kW-Kessel in einem der beiden verbleibt – lohnt es sich, den Einsatz eines Plattenwärmetauschers in Betracht zu ziehen. Plattenwärmetauscher werden häufig als effektive Lösung für den Wärmetransfer in leistungsstarken Heizsystemen eingesetzt.

Sie funktionieren nach dem Prinzip, dass Flüssigkeiten durch speziell geformte Kanäle zwischen den Platten des Wärmetauschers fließen, wodurch eine schnelle und effiziente Wärmeübertragung ermöglicht wird. Dadurch können Plattenwärmetauscher eine effektive Raumheizung gewährleisten und Warmwasser für den täglichen Gebrauch (sogenanntes Trinkwarmwasser) bereitstellen.

Plattenwärmetauscher sind außerdem leicht zu reinigen und zu warten. Vor der Auswahl eines spezifischen Modells empfehlen wir, den folgenden Blogbeitrag zu lesen. Er erleichtert Ihnen die Wahl des richtigen Wärmetauschers für Ihren 20 kW Heizkessel.

✅☑️ Am Ende des Artikels finden Sie konkrete Empfehlungen zur Auswahl eines passenden Modells.

Was ist ein Plattenwärmetauscher für einen Heizkessel? | PWT

Ein Plattenwärmetauscher für einen Heizkessel, sei es mit einer Leistung von 20 kW oder einer anderen, ist ein Gerät, das für die effiziente Wärmeübertragung zwischen zwei Flüssigkeitsströmen konzipiert ist (in anderen Konfigurationen auch zwischen Gasen, wobei dafür spezielle Gas-Wärmetauscher erforderlich sind). Er besteht aus einer Reihe von Platten, die so angeordnet sind, dass sie Kanäle bilden, durch die das Wärmeträgermedium fließt. Diese Platten sind äußerst dünn, damit sie die Wärme effektiv leiten und nicht zu viel Wärme speichern. Ihre Aufgabe ist es, die Wärme auf die andere Flüssigkeit, die auf der gegenüberliegenden Seite der Platte fließt, zu übertragen, anstatt sich selbst zu erwärmen.

Ein Plattenwärmetauscher ermöglicht somit den Wärmeaustausch zwischen zwei Strömen durch direkten Kontakt über die Platten. Der Temperaturunterschied zwischen den Strömen ermöglicht den Wärmefluss von der wärmeren zur kühleren Seite. Dank seiner Konstruktion ist ein Plattenwärmetauscher leicht zu reinigen und zeichnet sich durch eine kompakte Bauweise aus. Aufgrund seiner hohen Effizienz und Energieeinsparung wird er häufig in verschiedenen Branchen eingesetzt, wie der chemischen Industrie, der Lebensmittelproduktion und der Energiewirtschaft.

✅ Wenn also Ihr Heizkessel über einen Wärmetauscher angeschlossen werden muss, ist ein Plattenmodell die beste Wahl. Es gibt zwar viele verschiedene Arten von Wärmetauschern, doch andere Typen, einschließlich der gängigen Rohrbündelwärmetauscher, eignen sich für den häuslichen Gebrauch oft weniger gut.

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Wie ist ein Plattenwärmetauscher aufgebaut?

Ein Plattenwärmetauscher besteht aus thermischen Metallplatten, die je nach Anwendung aus verschiedenen Materialien hergestellt sein können, wie:

• Edelstahl (z. B. 316L) + Kupfer (gelötete Verbindungen),
• Titan (für industrielle Anwendungen).

Jede Platte, die für den Wärmeaustausch verantwortlich ist, verfügt über eine genutete Oberfläche, die die Kontaktfläche vergrößert und die Effizienz des Austauschs verbessert. Der Wärmetauscher besteht auch aus einer Vorderplatte, die für die Zuführung des Wärmeträgers zu den thermischen Platten im Inneren verantwortlich ist, und einer Abschlussplatte, die den Wärmetauscher vor Flüssigkeitslecks schützt. Dank seiner Konstruktion und der Verwendung verschiedener Materialien ist ein Plattenwärmetauscher ein vielseitiges Gerät, das sich ideal für den Einsatz in verschiedenen Branchen eignet, einschließlich der chemischen Industrie, Lebensmittelindustrie und Fernwärme.

Arten von Plattenwärmetauschern – welchen sollte man für unseren Heizkessel wählen?

Plattenwärmetauscher unterscheiden sich in der Art, wie die Platten verbunden sind. Folgende Arten von Plattenwärmetauschern werden unterschieden:

• gelötet - Wärmetauscher, bei denen die Platten durch Löten verbunden sind. Dieser Prozess besteht darin, dass das Kupferlot geschmolzen wird, dessen Flüssigkeit die Spalten zwischen den Platten ausfüllt und eine gleichmäßige Verbindung bildet.
• verschraubt - in diesem Fall sind die Platten mit Schrauben und Unterlegscheiben verbunden, die sie zusammenhalten. Das Verschrauben ermöglicht ein einfacheres Demontieren und Austauschen von Teilen des Wärmetauschers, kann jedoch zu geringfügigen Undichtigkeiten führen. Diese können wiederum die Gesamtleistung des Geräts beeinträchtigen.

☑️ Für Heizkessel oder den allgemeinen Hausgebrauch werden gelötete Plattenwärmetauscher verwendet. Verschraubte Modelle sind größere Geräte – zwar effizienter, jedoch eher für die Industrie geeignet und von ihren Abmessungen her nicht für den häuslichen Einsatz geeignet.

Wofür dient ein Plattenwärmetauscher? Nur für den Anschluss von Heizkesseln?

Ein Plattenwärmetauscher findet breite Anwendung in verschiedenen Bereichen. Er dient unter anderem zur Verbindung von Kesseln mit einem geschlossenen Kreislauf in der Zentralheizungsanlage. Mit ihm kann auch eine Fußbodenheizung angeschlossen werden, um eine gleichmäßige und effiziente Wärmeverteilung in den Räumen zu gewährleisten. Darüber hinaus kann ein Plattenwärmetauscher in Zusammenarbeit mit Wärmepumpen als Verflüssiger oder Verdampfer eingesetzt werden. Dies ermöglicht eine effiziente Nutzung erneuerbarer Energien und Kosteneinsparungen.

Schließlich wird ein Plattenwärmetauscher auch in der Kühltechnik in der Lebensmittelindustrie eingesetzt, wo er für die Aufrechterhaltung der richtigen Temperatur bei der Herstellung und Lagerung von Lebensmitteln unerlässlich ist. Dank seiner Funktionen und vielseitigen Anwendungen ist der Plattenwärmetauscher ein unverzichtbares Element moderner Heizungs- und Kühlanlagen.

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Wie wählt man einen Plattenwärmetauscher für die Heizung aus? Schlüsselparameter zur Auswahl

Um einen geeigneten Plattenwärmetauscher für das zentrale Heizungssystem auszuwählen, sollten die Schlüsselparameter seiner Arbeit berücksichtigt werden, die unten beschrieben sind.

Medium, mit dem der Wärmetauscher arbeitet

Der Wärmetauscher arbeitet mit verschiedenen Arten von Medien wie Wasser, Luft oder Glykol. Je nach Bedarf kann er verwendet werden, um Wärme von einem Medium auf ein anderes zu übertragen oder ein bestimmtes Medium zu kühlen. Abhängig vom Medium können folgende Plattenwärmetauscher unterschieden werden:

• Flüssigkeits-Flüssigkeits-Wärmetauscher (Wasser-Wasser, Glykol-Wasser),
• Gas-Gas-Wärmetauscher (Luft-Luft),
• Gas-Flüssigkeits-Wärmetauscher (Luft-Wasser).

Leistung des Plattenwärmetauschers

Die Leistung eines Plattenwärmetauschers hängt von der Leistung des Heizkessels ab. Auf dem Markt sind verschiedene Modelle mit unterschiedlicher Kapazität erhältlich. Beispielsweise gibt es Plattenwärmetauscher, die für Heizkessel mit einer maximalen Leistung von 15 kW bis 100 kW (oder sogar noch höher) geeignet sind und eine effektive Wärmeübertragung zwischen zwei Medien, wie Heizflüssigkeit und dem zu erwärmenden Medium, ermöglichen.

Bei der Auswahl der Nennleistung eines Wärmetauschers sollte diese nicht direkt mit der Nennleistung des Kessels verglichen werden. Für einen Heizkessel mit einer Leistung von 20 kW wäre beispielsweise ein Wärmetauscher mit einer Nennleistung im Bereich von 30–55 kW geeignet (abhängig von der Vorlauftemperatur).

✅☑️ Ein schwerwiegender Fehler bei der Auswahl ist die direkte Korrelation zwischen der Nennleistung des Wärmetauschers und der des Kessels – etwa die Wahl eines 20-kW-Wärmetauschers für einen 20-kW-Kessel oder sogar eines 30-kW-Wärmetauschers für einen 20-kW-Kessel.

Die Nennleistung eines Wärmetauschers, angegeben in kW, muss nicht mit der Leistung des Geräts kompatibel sein, zu dem er ausgewählt wird. Dies liegt daran, dass die Leistung des Wärmetauschers oft unter völlig anderen Bedingungen berechnet wird, beispielsweise bei einer Vorlauftemperatur von 80 °C, während der Kessel nur mit 50 °C arbeitet.

✅ Das einzig korrekte Kriterium für die Auswahl eines Wärmetauschers für einen Kessel ist die „Wärmeübertragungsfläche“, also die Fläche der Platten.

Maximale Betriebstemperatur des Plattenwärmetauschers

In den meisten Fällen beträgt die maximale Betriebstemperatur des Plattenwärmetauschers für den Hausgebrauch 230°C. Dies ist die Temperatur, bei der der Wärmetauscher effektiv Wärme zwischen zwei Substanzen übertragen kann. Eine Überschreitung dieser Temperatur kann zu Beschädigungen der Tauschplatten und einer Verringerung ihrer Leistung führen - allerdings ist dies im Grunde genommen außerhalb industrieller Anwendungen nicht möglich.

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Maximaler Betriebsdruck des Wärmetauschers

Der maximale Betriebsdruck des Plattenwärmetauschers ist der höchste Druck, der während des normalen Betriebs im Inneren des Wärmetauschers aufrechterhalten werden kann. Bei der Verbindung eines 20 kW Kessels mit einem Plattenwärmetauscher sollte der Betriebsdruck des Wärmetauschers im Bereich von 20-30 bar liegen. Eine Überschreitung dieses Werts kann zu Beschädigungen oder Ausfällen des Wärmetauschers führen, daher ist eine Überwachung und Aufrechterhaltung der richtigen Parameter erforderlich. Glücklicherweise überschreiten Flüssigkeits-Flüssigkeits-Installationen, die von Wärmequellen wie Heizkesseln, Kaminen, Wärmepumpen gespeist werden, nur selten einige bar (selten mehr als 2-3 bar). Daher ist ein Bereich von 20-30 bar definitiv ein Niveau, das eine langjährige Nutzung von Plattenwärmetauschern gewährleistet. Eine Orientierung an einem höheren Druck (auf dem Markt gibt es z. B. Wärmetauscher bis zu 45 bar) hat technisch keine Begründung für den Heimgebrauch.

Material des Plattenwärmetauschers

Plattenwärmetauscher für Heizkessel werden in der Regel aus hochwertigem Edelstahl 316L hergestellt, der sich durch eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit auszeichnet. Zwischen den Platten des Wärmetauschers werden Kupferlote verwendet, die eine gute Wärmeleitfähigkeit gewährleisten. Dadurch überträgt der Plattenwärmetauscher effizient thermische Energie zwischen zwei Medien und ermöglicht so eine effektive Kühlung oder Heizung.

Für einen 20 kW Kessel, der in einem Haushalt zur Beheizung des Hauses verwendet wird, werden klassische Wärmetauscher aus Edelstahl 316L empfohlen.

Anzahl der Platten im Wärmetauscher

Die Anzahl der Platten im Wärmetauscher beeinflusst seine Leistung erheblich. Mit zunehmender Anzahl von Platten steigt die Oberfläche des Wärmetauschers, was zu einer höheren Effizienz bei der Wärmeübertragung führt. Daher ist es wichtig, die Anzahl der Platten entsprechend auszuwählen, um eine optimale Leistung des Wärmetauschers zu erzielen. Es ist jedoch zu beachten, dass letztendlich die Gesamtfläche der Platten - oder anders ausgedrückt die Wärmeübertragungsfläche - wichtiger ist als die Anzahl der Platten. Es ist möglich, einen hochleistungsfähigen Wärmetauscher mit wenigen Platten zu finden (z. B. einen 20-Platten-Wärmetauscher), vorausgesetzt, es handelt sich um ausgedehnte Platten, die eine große spezifische Oberfläche bieten.

Für einen 20 kW Kessel, der dazu dient, ein Haus zu heizen oder Wasser zu erwärmen, liegt die optimale Anzahl der Platten im Bereich von 20 bis 50, abhängig von der endgültigen Wärmeübertragungsfläche, die zwischen 0,50 und 0,70 Quadratmetern liegen sollte. Diese Anzahl von Platten und die Oberfläche ermöglichen eine effiziente Wärmeübertragung bei gleichzeitiger Einhaltung kleiner Abmessungen des Wärmetauschers, was beim Einbau in begrenzten Wohnräumen entscheidend ist.

✅ Plattenfläche – der wichtigste Parameter bei der Auswahl eines Wärmetauschers für einen Heizkessel

Die Plattenfläche, oft auch als Wärmeübertragungsfläche oder Wärmeübertragungsrate bezeichnet, ist tatsächlich der einzig zu 100 % verlässliche Faktor, auf den geachtet werden sollte. Sie ist wichtiger als die Nennleistung des Wärmetauschers in kW, da diese oft – und in der Regel – für sogenannte „hohe“ Parameter berechnet wird, die nicht den Betriebsbedingungen der meisten Heizkessel entsprechen.

Für 10 kW Heizkesselleistung sollte die Plattenfläche mindestens 0,3 m² betragen, im Falle eines Neubaus mindestens 0,25 m².

Für einen Heizkessel mit einer Leistung von 20 kW sollte die Plattenfläche daher im Bereich von 0,5–0,6 m² liegen.

Welcher Plattenwärmetauscher für einen 20-kW-Kessel?

In Beantwortung der Frage aus dem obigen Blogbeitrag: Für den im Artikel beschriebenen 20-kW-Heizkessel eignen sich alle Modelle der Wärmetauscher, die zwischen den Zeilen des Artikels erwähnt werden. Jeder dieser Wärmetauscher verfügt über eine Fläche von mindestens 0,5–0,6 m², einige sogar minimal größer, und ist in der Lage, die gesamte Wärmeenergie des Heizkessels auf das Heizsystem zu übertragen, das bei etwa 50 °C arbeitet.

Dank ihrer Konstruktion ermöglichen die in verschiedenen Teilen des Artikels vorgestellten Wärmetauscher eine schnelle und effiziente Beheizung von Räumen unterschiedlicher Größe. Ihr Hauptvorteil ist die kompakte Bauweise, die es erlaubt, sie auch in kleineren Räumen zu installieren. Diese Plattenwärmetauscher können sowohl in Einfamilienhäusern als auch in gewerblichen Gebäuden erfolgreich eingesetzt werden und bieten eine hohe Heizleistung.

Wenn Sie also nach einer effizienten und kostensparenden Lösung für Ihren 20-kW-Heizkessel suchen, sollten Sie den Einsatz unserer Plattenwärmetauscher in Betracht ziehen. Entdecken Sie das Angebot von Nordic Tec.

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Aktualisierung: 11-2024