Door turbulatoren in de warmtewisselaars van verwarmingsketels te verwerken verbetert het rendement van de ketel, en vermindert het onderhoud. De gedraaide metalen strips in de buizen zorgen voor turbulentie, die de warmteafgifte verhoogt. Bij biomassaketels vertraagt het ook de afzetting van ketelsteen en vuil. Goed nieuws: ook retrofitten is mogelijk.
Verwarmingsketels moeten voldoen aan steeds strenger wordende normen rondom het minimale rendement. Ketels moeten energiezuiniger worden om aan duurzaamheidsdoelstellingen te voldoen en dat heeft soms veel impact. Het kan ertoe leiden dat een producent bestaande typen ketels uit de roulatie moet halen, en nieuwe, energiezuinigere exemplaren moet ontwerpen om nog ketels te mogen verkopen en plaatsen.
Onderhoud is duur
Niet alleen wetgeving, maar ook eindgebruikers eisen duurzame, energiezuinige ketels. Of het nu om gasketels, biomassaketels of andere typen ketels gaat – de bijbehorende brandstof is niet goedkoop. Hoe hoger het rendement van een ketel, hoe beter die dus in de markt ligt.
Complicerende factor daarbij is dat het rendement van een ketel na verloop van tijd verslechtert, bijvoorbeeld als gevolg van vervuiling of kalkaanslag in de warmtewisselaar. Zo’n vervuiling en kalkaanslag – vooral bij biomassaketels een berucht probleem – los je op met periodiek onderhoud, maar gekwalificeerd personeel is schaars en de onderhoudsprijzen hoog.
Een innovatieve oplossing om beide uitdagingen – een blijvend hoog rendement en onderhoudsvriendelijke ketels – effectief aan te pakken, is het gebruik van turbulatoren in warmtewisselaars. Een turbulator – ook wel bekend onder de term twisted tape – is een gedraaide metalen toevoeging die in de buizen van warmtewisselaars wordt geplaatst.
Eenmaal geplaatst, gebeurt daar het volgende:
Hete lucht blaast niet meer rechttoe, rechtaan door de warmtewisselaar (laminaire stroming), maar blaast als een turbulente stroming door de buis. Dit maakt dat de lucht meer hitte afstaat aan de buiswand, waardoor het rendement verbetert.
Het isolerende laagje koelere lucht aan de buiswand wordt doorbroken.
De luchtlagen in de warmtewisselaar vermengen zich continu, waardoor het optimale rendement wordt bereikt.
Zo kan door toevoeging van turbulatoren met een bestaand type ketel een hoger rendement worden bereikt, zonder dat er aanpassingen aan het ontwerp van de ketel zelf nodig zijn.
Koperen turbulator in een buis. | foto:JD Turbulators
“De verwachte rendementswinst van turbulatoren is vooraf goed te calculeren, zodat je weet wat je investering oplevert”
Het turbulator-mes snijdt echter aan twee kanten. Naast verbeterd rendement leveren turbulatoren ook voordelen op qua onderhoud. Dat geldt in elk geval voor biomassaketels, waar turbulatoren om die reden specifiek worden geïntegreerd in het ontwerp.
Ze maken de warmtewisselaar efficiënter en verwijderen meteen ook rookgasafzettingen. Dat is zeer welkom, want het rendement van ketels gaat in de loop van de tijd vanzelf achteruit. Bij onvolledige verbranding of niet-optimale warmteoverdracht in warmtewisselaars ontstaat vuil, kalkaanslag en residu. Hoe meer dit zich ophoopt, hoe slechter het rendement van de ketel wordt.
Vooral bij biomassaketels is het ontstaan van kalkaanslag een groot probleem. Wordt dat niet op tijd verholpen, dan ontstaat er roest en kan het zijn dat hele buizen vervangen moeten worden. Deze problemen versnellen zichzelf bovendien, want vervuilde warmtewisselaars leveren minder rendement, wat op zichzelf weer meer vervuiling veroorzaakt.
Omdat turbulatoren een positieve impact hebben op de verbranding en de warmteoverdracht in de warmtewisselaar, ontstaat in een warmtewisselaar met een turbulator minder kalkaanslag en vuil. Er is dus minder vaak onderhoud nodig en het onderhoud duurt doorgaans korter. Dat resulteert in lagere onderhoudskosten en een langere levensduur van de apparatuur.
Turbulatoren in de buizen van een warmtewisselaar. | foto:JD Turbulators
Ook voor bestaande systemen
Het goede nieuws is dat turbulatoren niet alleen in nieuwe warmtewisselaars toegepast kunnen worden, maar ook in bestaande. Dit is wel werk voor specialisten. Het gaat namelijk altijd om maatwerk, omdat de turbulator exact op maat moet worden gemaakt voor het buizensysteem zoals aanwezig.
Zulke specialisten kunnen de optimale turbulator ontwerpen – niet alleen qua formaat, maar ook qua vorm, materiaal en design – en een duidelijk beeld geven hoeveel rendement je ermee wint.
