Edelstahl-Plattenwärmetauscher BL50C-18H, kupfergelötet, 18 Platten, G 1″ AG

Edelstahl-Plattenwärmetauscher BL50C – kupfergelötet

Die Plattenwärmetauscher der Baureihe BL50C sind kompakte, kupfergelötete Edelstahl-Wärmetauscher zur effizienten Wärmeübertragung zwischen zwei voneinander getrennten Flüssigkeitskreisläufen.

Typische Einsatzbereiche sind die Systemtrennung in Heizungsanlagen, die Wärmeübertragung in Frischwasserstationen, Wärmepumpenanlagen, Solarthermie, Pufferspeicher-Anbindungen, Fern- und Nahwärmeanlagen sowie industrielle Heiz- und Kühlanwendungen.

Die profilierten Edelstahlplatten werden unter Vakuum miteinander verlötet. Durch die spezielle Plattenprägung entstehen schmale, abwechselnd durchströmte Kanäle für Primär- und Sekundärmedium. Die dadurch entstehende turbulente Strömung ermöglicht einen hohen Wärmeübergang bei vergleichsweise kompakter Bauform.

Für eine hohe thermische Effizienz sollte der Wärmetauscher vorzugsweise im Gegenstrom betrieben werden. Dadurch kann die vorhandene Temperaturdifferenz über die gesamte Länge des Plattenpaketes besonders effektiv genutzt werden.

Typische Einsatzbereiche

• Hydraulische Systemtrennung von Heizungsanlagen
• Trennung von Wärmeerzeuger und Heizkreis
• Fußbodenheizungen und gemischte Heizsysteme
• Frischwasserstationen und Brauchwassererwärmung*
• Wärmepumpenanlagen
• Pufferspeicher-Anbindungen
• Fernwärme- und Nahwärmeanlagen
• Solarthermische Anlagen
• Wasser-/Glykol-Systeme
• Wärmerückgewinnung
• Maschinen- und Anlagenkühlung
• Prozesswärme und industrielle Anwendungen

* Bei Anwendungen mit Trinkwasser sind die örtlichen Vorschriften, die Wasserbeschaffenheit sowie die Eignung der verwendeten Werkstoffe für die konkrete Anlage zu beachten.

Technische Daten der BL50C-Serie

* Die genannten Werte beschreiben die derzeit zugrunde gelegte Standardausführung. Maßgeblich für die maximal zulässigen Betriebsbedingungen sind die Angaben auf dem Typenschild des tatsächlich gelieferten Wärmetauschers. Bautiefe, Gewicht, Flüssigkeitsinhalt und Wärmeübertragungsfläche sind teilweise aus der Baugröße und Plattenzahl abgeleitete Näherungswerte.

Unterschied zwischen 18, 24 und 30 Platten

Die drei BL50C-Varianten besitzen die gleiche Grundbauform und das gleiche Anschlussraster. Sie unterscheiden sich hauptsächlich durch die Anzahl der Wärmeübertragungsplatten und damit durch die verfügbare Wärmeübertragungsfläche.

Eine größere Anzahl an Platten bedeutet nicht automatisch eine proportional höhere Wärmeleistung. Mit zunehmender Plattenzahl steigt zwar die Wärmeübertragungsfläche, gleichzeitig verteilt sich der Volumenstrom jedoch auf mehr parallele Strömungskanäle.

Für eine technisch sinnvolle Auswahl müssen deshalb Temperaturen, Wärmeleistung, Volumenströme und Druckverlust gemeinsam betrachtet werden.

Wärmeleistung eines Plattenwärmetauschers

Ein Plattenwärmetauscher besitzt keine allgemeingültige feste Wärmeleistung. Die tatsächlich übertragbare Leistung hängt unter anderem von folgenden Betriebsbedingungen ab:

• Eintritts- und Austrittstemperaturen beider Kreisläufe
• Volumenstrom auf Primär- und Sekundärseite
• verwendetem Medium, beispielsweise Wasser oder Wasser/Glykol
• Wärmeübertragungsfläche
• Plattengeometrie und Strömungsgeschwindigkeit
• zulässigem Druckverlust
• Verschmutzungszustand

Pauschale Angaben wie beispielsweise „12,5 kW“, „15 kW“ oder „20 kW“ sind deshalb ohne Angabe des dazugehörigen Betriebspunktes technisch nur eingeschränkt aussagekräftig.

Grundformel für Wasser

Für Wasser kann die transportierte Wärmeleistung näherungsweise mit folgender Formel berechnet werden:

Q [kW] ≈ 1,163 × Volumenstrom [m³/h] × Temperaturdifferenz [K]

Orientierungstabelle – Wärmeleistung eines Wasserstroms

Die Tabelle zeigt die in einem Wasserstrom transportierte thermische Leistung. Sie stellt keine garantierte Leistungskennlinie des jeweiligen BL50C-Plattenwärmetauschers dar.

Praxisbeispiel 1 – Systemtrennung einer Heizungsanlage

In diesem Beispiel werden zwei Heizkreise vollständig voneinander getrennt. Beide Kreisläufe werden mit Wasser betrieben und der Wärmetauscher wird im Gegenstrom durchströmt.

Daraus ergibt sich:

Q ≈ 1,163 × 1,0 m³/h × 15 K = 17,4 kW

Temperaturverlauf im Gegenstrom

Primärkreis:
70 °C Eintritt   →   →   →   55 °C Austritt

Sekundärkreis:
60 °C Austritt   ←   ←   ←   45 °C Eintritt

Zwischen Primär- und Sekundärmedium besteht an beiden Enden eine Temperaturdifferenz von 10 K. Die logarithmische mittlere Temperaturdifferenz (LMTD) beträgt deshalb ebenfalls ungefähr 10 K.

Der für diesen Betriebspunkt erforderliche Gesamtleitwert beträgt:

UA = 17,4 kW ÷ 10 K = ca. 1,74 kW/K

Einordnung der drei BL50C-Modelle

Die Berechnung dient der technischen Orientierung und stellt keine garantierte Leistungszusage dar. Der tatsächlich erreichbare Wärmedurchgang hängt unter anderem von Plattenprägung, Volumenstrom, Strömungsgeschwindigkeit, Medium und Temperatur ab.

Praxisbeispiel 2 – Frischwassererwärmung

In diesem Beispiel sollen 10 Liter Wasser pro Minute von 10 °C auf 50 °C erwärmt werden.

Die erforderliche Wärmeleistung beträgt:

Q ≈ 1,163 × 0,60 m³/h × 40 K = 27,9 kW

Soll das Heizungswasser dabei von 70 °C auf 45 °C abgekühlt werden, beträgt die Temperaturspreizung auf der Heizungsseite 25 K. Der erforderliche Heizungsvolumenstrom beträgt:

27,9 kW ÷ (1,163 × 25 K) = ca. 0,96 m³/h

Temperaturverlauf im Gegenstrom

Heizungsseite:
70 °C Eintritt   →   →   →   45 °C Austritt

Frischwasserseite:
50 °C Austritt   ←   ←   ←   10 °C Eintritt

Am warmen Ende beträgt die Temperaturdifferenz 70 °C − 50 °C = 20 K. Am kalten Ende beträgt sie 45 °C − 10 °C = 35 K.

Daraus ergibt sich eine logarithmische mittlere Temperaturdifferenz (LMTD) von ungefähr 26,8 K.

Der erforderliche Gesamtleitwert beträgt:

UA ≈ 27,9 kW ÷ 26,8 K = ca. 1,04 kW/K

Einordnung der drei BL50C-Modelle

Dieses Beispiel zeigt, warum ein Plattenwärmetauscher nicht allein anhand seiner Plattenzahl mit einem festen kW-Wert beschrieben werden sollte. Bereits eine Zapfleistung von 10 l/min bei einer Erwärmung von 10 °C auf 50 °C entspricht einer thermischen Leistung von rund 28 kW.

Warum Gegenstrom?

Bei der Gegenstromverschaltung fließen Primär- und Sekundärmedium in entgegengesetzter Richtung durch den Wärmetauscher.

Heißes Medium:
heißer Eintritt   →   →   →   kühler Austritt

Kaltes Medium:
warmer Austritt   ←   ←   ←   kalter Eintritt

Durch diese Anordnung bleibt über die gesamte Wärmetauscherfläche eine wirksame Temperaturdifferenz erhalten. Gegenüber einer Gleichstromverschaltung kann dadurch eine höhere thermische Effizienz und eine kleinere Temperaturannäherung erreicht werden.

Welcher BL50C ist der richtige?

Hinweise zur Auslegung

Für eine technisch belastbare Auslegung sollten mindestens folgende Betriebsdaten bekannt sein:

• Medium auf Primärseite
• Medium auf Sekundärseite
• Eintrittstemperatur Primärseite
• gewünschte Austrittstemperatur Primärseite
• Eintrittstemperatur Sekundärseite
• gewünschte Austrittstemperatur Sekundärseite
• Volumenstrom beziehungsweise gewünschte Wärmeleistung
• zulässiger Druckverlust auf beiden Seiten
• eventueller Glykolanteil

Erst aus diesen Daten lässt sich beurteilen, welche Plattenzahl für den gewünschten Betriebspunkt optimal geeignet ist.

Wichtiger Hinweis zur Wärmeleistung

Die angegebenen Beispielrechnungen dienen ausschließlich der technischen Orientierung. Sie stellen keine garantierte Leistungskennlinie und keine verbindliche Auslegung des jeweiligen Plattenwärmetauschers dar.

Die tatsächlich erreichbare Wärmeleistung und der Druckverlust hängen unter anderem von den realen Temperaturen, den Volumenströmen, den verwendeten Medien, der Plattengeometrie und dem Verschmutzungszustand ab.

Eine feste Bezeichnung beispielsweise als „12,5-kW-Wärmetauscher“, „15-kW-Wärmetauscher“ oder „20-kW-Wärmetauscher“ ist daher ohne Definition des zugehörigen Betriebspunktes technisch nicht eindeutig.

Werkstoff- und Betriebshinweise

Bei stark chloridhaltigen oder chemisch aggressiven Medien ist die Werkstoffverträglichkeit von Edelstahl und Kupferlot vor dem Einsatz zu prüfen.

Bei Wasser-/Glykol-Gemischen verändern sich Wärmekapazität, Viskosität und Wärmeübertragung gegenüber reinem Wasser. Die erforderliche Wärmetauscherfläche und der Druckverlust können deshalb von einer Wasser-/Wasser-Anwendung abweichen.

Montage, Anschluss, Dimensionierung und Inbetriebnahme sollten durch entsprechend qualifiziertes Fachpersonal erfolgen. Die maximal zulässigen Betriebsbedingungen richten sich grundsätzlich nach den Angaben auf dem Typenschild des gelieferten Wärmetauschers.