Nominellt flöde i en Nordic Tec-värmeväxlare – vad betyder det?

När man tittar på de tekniska specifikationerna för Nordic Tecs plattvärmeväxlare - men även andra tillverkares produkter - stöter man ofta på en parameter som kallas "nominellt flöde", oftast angiven i m³/h. Det är värt att veta vad detta värde egentligen betyder, eftersom det ofta feltolkas som maxflöde eller som det flöde som krävs för att värmeväxlaren ska fungera korrekt. Ibland tolkas det även som det flöde som användes för att beräkna växlarens nominella effekt, vilket också är felaktigt.

I själva verket betyder nominellt flöde ingen av dessa saker. Det är i första hand en riktparameter som gör det möjligt att bedöma för vilket flödesintervall en given värmeväxlare är konstruerad, och under vilka hydrauliska förhållanden den bör arbeta mest effektivt.

Vad betyder nominellt flöde för en värmeväxlare?

Nominellt flöde för en värmeväxlare är ett riktvärde för mediets flöde som en given modell är konstruktionsmässigt anpassad för, men - vilket är viktigt - det betyder inte att varje flödesnivå under det nominella flödet är lika fördelaktig och godtagbar ur ett projekteringsperspektiv.

✅ Man bör komma ihåg principen att det hydrauliska motståndet ökar i takt med att flödesnivån ökar - även när flödet fortfarande ligger inom det så kallade nominella flödet. I praktiken kan värden över 50%, och i synnerhet över 75% av det nominella flödet, medföra betydande hydrauliskt motstånd, vilket man i en väl fungerande värmeinstallation bör undvika.

Denna parameter gör det framför allt möjligt att jämföra de hydrauliska förutsättningarna hos olika storlekar av plattvärmeväxlare. Om till exempel en modell har ett nominellt flöde på 4 m³/h och en annan 8 m³/h, betyder det att den andra modellen är anpassad för installationer med betydligt större flöden, och att den andra växlaren automatiskt kommer att generera mindre hydrauliskt motstånd. Detta är en viktig vägledning för projektörer av värme- eller kylsystem.

Det betyder dock inte att exakt 4 m³/h alltid måste flöda genom den första växlaren. Värmeväxlaren kan fungera både vid lägre och - inom vissa gränser - högre flöde.

☑️✅ En viktig upplysning är också att det nominella flödet avser själva konstruktionen av plattpaketet, dess profil, det vill säga de flödesmöjligheter som själva växlarens konstruktion ger. En ytterligare faktor - som oftast utgör den faktiska begränsningen - är storleken på anslutningarna.

Det nominella flödet bör alltså i första hand behandlas som en referenspunkt.

I lager

Monteringssats för plattvärmeväxlare DN25 - 1"

SE-WSP-1

137,99 €

Lägg till i varukorgen

I lager

Värmeväxlare Nordic Tec Ba-16-32 1" 130 kW

SE-värmeväxlare-Ba-16-32

147,99 €

Lägg till i varukorgen

I lager

Set av kulventiler med termometer - 1" DN25 (2 st.)

kulventiler-termometer-1"

45,99 €

Lägg till i varukorgen

✅ Vad säger det nominella flödet oss vid projektering av en installation med plattvärmeväxlare?

Något förenklat, men på ett snabbt och praktiskt sätt, kan man följa en enkel regel:

• under 50% av det nominella flödet - på denna nivå är systemen som friskast, och det hydrauliska motståndet ligger nästan alltid på en mycket låg och godtagbar nivå
• över 50% av det nominella flödet - på denna nivå börjar de prognostiserade tryckfallen öka betydligt snabbare, redan på ett oproportionerligt och icke-linjärt sätt. Dessa nivåer kan fortfarande vara helt acceptabla, men man bör vara medveten om att man kanske behöver ägna dem extra uppmärksamhet, till exempel vid val av pumpar.
• över 75% av det nominella flödet - system som är projekterade för att flödet ska överstiga 3/4 av plattvärmeväxlarens nominella flöde anses som regel vara felaktigt projekterade. Här bör man rakt på sak välja en större värmeväxlare som tillåter större flöden - annars rör det sig om ett projekteringsfel eller ett fel vid val av växlare.

För övrigt är det värt att notera att principen att välja hydraulisk utrustning med viss marginal i praktiken är norm och inte bara gäller plattvärmeväxlare. På liknande sätt väljer man ventiler, golvvärmefördelare, hydrauliska separatorer eller vilken annan utrustning som helst.

Det visar tryckfallsdiagrammen för värmeväxlare

Ett exempel kan vara diagrammet över det prognostiserade hydrauliska motståndet för värmeväxlaren Nordic Tec Ba-12-50 med 3/4"-anslutning, som ofta används i mindre värmeinstallationer, till exempel för vattenmantlade kaminer.

☑️✅ Vad bör man här lägga märke till när man analyserar värmeväxlarens tryckfallsdiagram?

1. Framför allt att det vid en flödesnivå på 0,8 l/s (det vill säga cirka 2,88 m³/h - vilket motsvarar 72% av denna värmeväxlares nominella flöde, angivet till 2,88 m³/h) sker en plötslig ökning av det prognostiserade tryckfallet, i praktiken helt oproportionerlig jämfört med de tidigare ökningarna. Detta stämmer i stort sett överens med principen att undvika att projektera system som är tänkta att arbeta över 75% av värdet.

2. Upp till ungefär 50% av det nominella flödet, eller något däröver, det vill säga upp till ett värde på ca 0,6 l/s (vilket omräknat blir ca 2,2 m³/h, det vill säga ca 55% av det nominella flödet) är de prognostiserade tryckfallen mycket fördelaktiga och ökar mycket långsamt. Detta är alltså det mest fördelaktiga arbetsintervallet för växlaren ur synvinkeln av dess inverkan på det hydrauliska motståndet i installationen. Värden över 50-55% är fortfarande godtagbara, men man kan se att ökningstakten börjar tillta.

Diagrammet bekräftar alltså nyttan av att fastställa gränserna 50% och 75% av det nominella flödet, och hjälper oss förstå varför denna enkla princip är mycket praktisk att tillämpa, även om det är värt att notera mindre avvikelser. Det behöver inte vara exakt 50 eller 75%, men dessa värden anger ungefärliga, vägledande intervall.

Diagrammet hjälper också till att förstå vilken roll det nominella flödesvärdet spelar, och att det inte används för att fastställa det "förväntade" flödet i installationen.

Är nominellt flöde detsamma som maxflöde?

Nej. Det är ett av de vanligaste missförstånden.

Nominellt flöde är inte det maximalt tillåtna flödet genom värmeväxlaren.

I många fall kan man låta mer medium passera genom växlaren än vad det nominella värdet anger. Ett exempel på detta är den populära värmeväxlaren Nordic Tec Ba-23-30. Man bör dock komma ihåg att i takt med att flödet ökar, ökar även det hydrauliska motståndet, det vill säga det prognostiserade tryckfallet över växlaren.

✅ I teorin kan man alltså hamna i en situation där ytterligare ökning av flödet visserligen är fysiskt möjlig, men blir ofördelaktig för hela installationen på grund av det enorma motstånd som genereras i en sådan konfiguration. Pumpen måste då övervinna ett större motstånd, vilket kan kräva en starkare cirkulationspump och ökad energiförbrukning. Att projektera en installation utifrån antagandet att flödet kommer att överstiga 75% av värmeväxlarens (eller liknande utrustnings) nominella flöde innebär också en potentiellt högre felfrekvens hos pumparna, eller att de åtminstone slits ut snabbare - och bör i princip betraktas som ett projekteringsfel.

☑️✅ En vägledning för den projektör som använder Nordic Tec-växlare är att det lägsta hydrauliska motståndet uppstår upp till 50% av det nominella flödesvärdet. Över detta värde börjar motståndet öka snabbare, icke-linjärt - men är i många fall fortfarande helt acceptabelt. Däremot anses det vara ett fel att projektera system som är tänkta att under lång tid arbeta över 75% av det nominella flödesvärdet (såvida det inte handlar om tillfällig/episodisk drift).

Man bör därför inte tolka det nominella flödet som en gräns efter vilken växlaren slutar fungera. Men man bör inte heller betrakta den nivån som ett godtagbart flöde utan några negativa aspekter.

Är nominellt flöde detsamma som det flöde som krävs?

Inte heller det.

Om en värmeväxlare har ett nominellt flöde på till exempel 4 m³/h, betyder det inte att installationen måste tillhandahålla exakt det flödet.

Plattvärmeväxlare kan fungera vid olika flödesvärden. I verkliga installationer beror flödet på många faktorer, bland annat:

• den värmeeffekt som krävs,
• temperaturskillnaden,
• typ av medium,
• cirkulationspumpens parametrar,
• rördiametrar,
• hela systemets hydrauliska motstånd,
• växlarens konstruktion och antal plattor.

Det nominella värdet är alltså inte en instruktion om vilket flöde som absolut måste tillhandahållas.

I lager

Golvvärmefördelare NORDIC Tec 5 kretsar

Golvvärmefördelare-RD-CO-5

129,99 €

Lägg till i varukorgen

I lager

Värmeväxlare Nordic Tec Ba-16-60 1" 200 kW

SE-värmeväxlare-Ba-16-60

209,50 €

Lägg till i varukorgen

I lager

Värmeväxlare Nordic Tec Ba-32-20 1" 125 kW

SE-värmeväxlare-Ba-32-20

152,99 €

Lägg till i varukorgen

Många frågar sig - hur väljer man flödet till en värmeväxlare..

Med tanke på ovanstående blir denna fråga något meningslös. Flödet bör inte väljas utifrån värmeväxlaren - flödet bör fastställas utifrån installationens eller det aktuella systemets behov. Själva växlaren kan man i stället välja med hänsyn till dessa flöden, och det bör man faktiskt göra.

Vad händer om flödet är betydligt lägre än det nominella?

Att arbeta under det nominella flödet är fullt möjligt och är helt normalt.

Man bör dock komma ihåg att en mycket låg mediehastighet i värmeväxlarens kanaler kan innebära ett mindre intensivt turbulent flöde, och därmed sämre förutsättningar för värmeväxling. Detta gäller dock mycket låga flöden. De flesta Nordic Tec-växlare är profilerade på ett sätt som gör att de förhållandevis snabbt uppnår turbulent flöde, även vid relativt låga flöden.

Det betyder definitivt inte att växlaren slutar fungera vid låga flöden. Den kommer fortfarande att överföra energi mellan medierna, men dess faktiska värmeeffekt kommer att bero på de specifika driftförhållandena.

Av denna anledning kan val av växlare enbart baserat på den deklarerade effekten i kW, utan hänsyn till flöden och temperaturer, leda till felaktiga slutsatser.

Vad händer när flödet genom växlaren är högre än det nominella?

En ökning av flödet genom en plattvärmeväxlare leder framför allt till en ökad flödeshastighet för mediet i kanalerna mellan plattorna.

Detta kan förbättra förutsättningarna för värmeväxling, eftersom ökad turbulens gynnar överföringen av värmeenergi. Samtidigt ökar dock det hydrauliska motståndet mycket märkbart.

Det är just tryckfallet som är en av de viktigaste faktorerna som begränsar det praktiska flödet genom växlaren.

Därför är det vid installationer med stora flöden ofta fördelaktigare att använda en större värmeväxlare - med större anslutningar och större flödeskanaler - i stället för att tvinga fram ett stort flöde genom en liten modell.

I lager

Värmeväxlare Nordic Tec Ba-32-30 1" 175 kW

SE-värmeväxlare-Ba-32-30

183,99 €

Lägg till i varukorgen

I lager

Golvvärmefördelare NORDIC Tec 6 kretsar

Golvvärmefördelare-RD-CO-6

139,99 €

Lägg till i varukorgen

I lager

Magnetfilter 3/4" Smutsavskiljare Nordic Tec DN20

SE-Magnetfilter-3/4"-NT

71,50 €

Lägg till i varukorgen

Nominellt flöde och värmeväxlarens effekt

Flöde och effekt hos en värmeväxlare hänger ihop, men kan inte likställas med varandra.

Mängden energi som transporteras av mediet beror på dess flöde och temperaturskillnaden. För vatten kan detta samband förenklat uttryckas med formeln:

• Q = ṁ × c × ΔT

där:

Q – värmeeffekt,
ṁ – mediets massflöde,
c – mediets specifika värmekapacitet,
ΔT – temperaturskillnad.

Det innebär att samma effekt kan transporteras vid olika flöden, om temperaturskillnaden ändras.

Till exempel kan en installation som arbetar med stor temperaturskillnad mellan tillopp och retur överföra en viss effekt vid ett lägre flöde än en installation som arbetar med liten temperaturskillnad.

Därför säger det nominella flödet i sig aldrig något om vilken effekt växlaren kommer att uppnå i en konkret installation.

Varför anger Nordic Tec ett nominellt flöde?

Att ange ett nominellt flöde ska framför allt göra det lättare för användaren att bedöma en given modells hydrauliska förutsättningar. Den enkla regeln om 50% och 75% (de gränser dessa värden anger) är mycket effektiv vid snabbt val av värmeväxlare för värmepumpar eller annan utrustning.

Detta är särskilt användbart när man jämför växlare med olika plattstorlekar och olika anslutningsdiametrar.

Om installationen kräver relativt stora flöden bör man inte bara ta hänsyn till värmeväxlingsytan och antalet plattor, utan även till plattans egen storlek, kanalkonstruktionen samt anslutningarnas diameter.

Ett stort antal plattor innebär nämligen inte alltid att växlaren är lämplig för mycket stora flöden - ett exempel på detta kan vara modellen Ba-23-70.

Är det värt att välja en värmeväxlare med stor flödesmarginal?

En viss marginal är oftast fördelaktig, särskilt om man vill begränsa tryckfallet.

Det betyder dock inte att man alltid bör välja den största möjliga växlaren.

Att överdimensionera en växlare hydrauliskt kan öka dess pris och storlek, utan att ge motsvarande fördelar. Den bästa lösningen är ett val som gör att växlaren ger en tillräcklig värmeväxlingsyta, samtidigt som den inte orsakar onödigt stort motstånd vid det flöde som installationen kräver. I praktiken innebär det att man håller sig under 50, eller eventuellt 60%, av det nominella flödesvärdet.

Sammanfattning – nominellt flöde för en plattvärmeväxlare

Nominellt flöde är en hjälpparameter som gör det möjligt att orientera sig kring en värmeväxlares hydrauliska förutsättningar. Det bör inte betraktas som en fast gräns för utrustningens drift.

I praktiken:

• nominellt flöde är inte detsamma som maxflöde,
• det är inte heller detsamma som det flöde som krävs,
• växlaren kan arbeta både under och över detta värde,
• ett större flöde innebär vanligtvis ett större tryckfall,
• ett för litet flöde kan försämra förutsättningarna för värmeväxling,
• vid val bör man samtidigt ta hänsyn till flöde, temperaturer, den effekt som krävs samt det tillåtna hydrauliska motståndet.

Därför är det bäst att betrakta det nominella flödet som en praktisk referenspunkt som gör det möjligt att bedöma om en given Nordic Tec-modell passar hydrauliskt för den planerade installationen.

Se även andra produktkategorier:

• Poolvärmeväxlare, det vill säga skal-och-rör-växlare
• Konsoler, det vill säga monteringssatser för plattvärmeväxlare

BLOGG:

• Reynoldstal i värmeväxlare
• Luftvärmare - hur fungerar den och var används den?