Doorstroomverwarmer: werking en industriële toepassingen

Wat is een doorstroomverwarmer?

Een doorstroomverwarmer is een toestel dat een medium direct verwarmt terwijl het doorstroomt, zonder het op te slaan in een boiler of vat. In een industriële omgeving verwarmt een doorstroomverwarmer bijvoorbeeld proceswater, glycol of thermische olie op het moment dat het langs het verwarmingselement stroomt.

Loopt het medium in een gesloten kringloop rond, dan spreek je meestal van een circulatieverwarmer: dezelfde techniek, maar met een lager vermogen omdat het medium telkens opnieuw langs het element komt. De termen doorstroomheater en doorstroomverwarming verwijzen naar hetzelfde principe.

Hoe werkt een elektrische doorstroomverwarmer?

Een elektrische doorstroomverwarmer werkt met een verwarmingselement dat in een buis of vat zit, waar het medium langs stroomt en direct wordt opgewarmd. In het element loopt stroom door een weerstandsdraad, die de elektrische energie omzet in warmte.

Die warmte draagt via de mantel over aan het langsstromende medium. Omdat er geen voorraad opgewarmd hoeft te worden, reageert een elektrische doorstroomverwarmer snel en laat het vermogen zich nauwkeurig regelen op de gewenste uittredetemperatuur.

Waaruit bestaat een doorstroomverwarmer?

Een doorstroomverwarmer bestaat uit een aantal vaste onderdelen, aangevuld met sensoren en beveiliging afhankelijk van het proces.

• Buis of vat: hierdoor stroomt het medium langs het verwarmingselement.
• Verwarmingselement: de elektrische warmtebron, meestal een buis- of inschroefelement.
• In- en uitlaat: de aansluitingen voor toevoer en afvoer van het medium.
• Flenzen en aansluitdoos: voor de montage en de elektrische aansluiting.
• Sensoren en beveiliging: thermostaat, temperatuur-, flow- en druksensoren en een oververhittingsbeveiliging.

De sturing loopt via een aparte besturingskast of een PLC. Als warmtebron in die opbouw gebruik je bij ons inschroefverwarmingselementen of buiselementen in gebogen vorm.

Welke media kun je met doorstroomverwarming verwarmen?

Met doorstroomverwarming verwarm je uiteenlopende media. Welk medium je verwarmt bepaalt de watt-dichtheid en het materiaal van het element.

• Water en gedemineraliseerd water: vragen om roestvast staal vanwege de corrosiebestendigheid.
• Glycol: water-glycolmengsels voor warmteoverdracht en koelcircuits.
• Thermische olie: voor hogere procestemperaturen, met een lagere oppervlaktebelasting.
• Gassen: lucht of stikstof in een kanaal- of vatuitvoering.

Warmtegevoelige of viskeuze media vragen een lagere oppervlaktebelasting, zodat de vloeistof niet lokaal oververhit raakt.

Welk mantelmateriaal past bij je doorstroomverwarmer?

Het mantelmateriaal van je doorstroomverwarmer hangt af van het medium en de temperatuur. Onze inschroefverwarmingselementen hebben standaard een mantel van 1.4571, en zijn op aanvraag leverbaar in 1.4541, 1.4828, 1.4876 en 2.4858 voor zwaardere of corrosieve omstandigheden.

Gedemineraliseerd water en agressieve chemie vragen om een hoogwaardiger RVS-kwaliteit. Bij twijfel stemmen onze technici het materiaal af op jouw proces.

Wat is het verschil tussen een doorstroomverwarmer en een boiler?

Het verschil tussen een doorstroomverwarmer en een boiler zit in de opslag: een doorstroomverwarmer verwarmt alleen tijdens doorstroming, een boiler houdt een voorraad continu op temperatuur. Een doorstroomverwarmer heeft geen voorraadvat, dus er gaat geen warmte verloren door een gevulde tank op temperatuur te houden en de capaciteit raakt niet op.

Een boiler levert kortstondig een grote hoeveelheid warm medium, maar moet daarna weer opwarmen. Voor een continue processtroom met een stabiele uittredetemperatuur is een doorstroomverwarmer daarom vaak logischer.

Hoe wordt een doorstroomverwarmer geregeld?

Een doorstroomverwarmer wordt geregeld met een thermostaat, een flowschakelaar of een temperatuurregelaar die het vermogen op de gewenste uittredetemperatuur houdt. Een flowschakelaar schakelt het element pas in als er doorstroming is, wat drooglopen en oververhitting voorkomt.

Voor nauwkeurige procesregeling koppel je de doorstroomverwarmer aan een van onze temperatuurregelaars. Onze inschroefelementen zijn leverbaar met een ingebouwde thermostaat in drie types:

• Type F1: regelbereik tot 85 °C, met begrenzer tot 110 °C.
• Type F2: regelbereik tot 110 °C, met begrenzer tot 140 °C.
• Type F3: met vorstbeveiliging, regelbereik tot 40 °C.

Welk vermogen heeft een doorstroomverwarmer nodig?

Het benodigde vermogen van een doorstroomverwarmer hangt af van het debiet, het temperatuurverschil en het soort medium. Als vuistregel geldt: vermogen is gelijk aan het debiet vermenigvuldigd met de soortelijke warmte en het temperatuurverschil.

Voor water reken je met een soortelijke warmte van ongeveer 4,19 kJ per kg per graad. Hoe groter het debiet of het gewenste temperatuurverschil, hoe meer vermogen je nodig hebt. Deze berekening is indicatief: de juiste dimensionering hangt ook af van het medium, de viscositeit en de installatie, dus laat je vermogen altijd narekenen.

Toepassingen van een doorstroomverwarmer in de industrie

Een doorstroomverwarmer wordt in de industrie ingezet om proceswater, glycol, thermische olie en gassen op temperatuur te brengen. De techniek komt in uiteenlopende sectoren terug.

• Chemie: een processtroom op de juiste reactietemperatuur houden.
• Voedingsindustrie: water verwarmen voor reiniging en productie.
• Olie en gas: leiding- en tankverwarming en vorstbeveiliging.
• Naverwarming: bijverwarmen achter een warmtepomp.

Doorstroomverwarmer als elektrisch alternatief voor gas

Een doorstroomverwarmer is een elektrisch alternatief voor gasgestookte procesverwarming, met directe omzetting van stroom naar warmte. Elektrische verwarming zet stroom vrijwel volledig om in warmte, zonder de verbrandingsverliezen van een gasketel.

Dat maakt een doorstroomverwarmer geschikt voor bedrijven die processen willen elektrificeren en hun CO2-uitstoot willen verlagen. Houd wel rekening met de elektriciteitsprijs en de benodigde aansluitwaarde: die bepalen mede of elektrificatie op jouw locatie rendeert.

Een doorstroomverwarmer samenstellen met Rokoma

Een doorstroomverwarmer stel je met Rokoma samen uit de juiste verwarmingselementen en regeltechniek voor jouw proces. Wij leveren de inschroefverwarmingselementen en buiselementen die als warmtebron dienen, samen met de bijpassende temperatuurregelaars.

Alles is standaard én op maat leverbaar, al vanaf 1 stuk, en spoedlevering is mogelijk wanneer je productie niet kan wachten. Twijfel je over het juiste element, het materiaal of het vermogen voor jouw doorstroomverwarmer? Onze technici denken met je mee, neem gerust contact op of bekijk het assortiment in onze webshop.