Schémata provozu výměníků tepla různých typů | Glosář společnosti Technoform Company

Výměník tepla je zařízení odpovědné za výměnu tepla mezi dvěma kapalinami s různými teplotami. Může to být kotlová voda s balíčkem antikorozních přísad, nebo směs voda-glykol.

Typy podle způsobu přenosu tepla

• Povrchní. K výměně tepla mezi médii s různou teplotou dochází přes stěny z materiálu s vysokou tepelnou vodivostí. Obvody jsou zcela utěsněny. Zařízení povrchového typu se dále dělí na rekuperační a regenerační. V rekuperačních výměnících tepla se energie přenáší přes tenké stěny okruhů, které oddělují toky tekutin s konstantním směrem. U regeneračních se mění směr proudění.
  
• Míchání. Přenos tepelné energie se provádí smícháním dvou médií. Tento typ se používá méně často než povrchové.
  

Typy výměníků tepla podle způsobu použití

• Skořápka a trubka. Jsou vyrobeny ze svazku trubek spojených do mřížky. Celistvost konstrukce je zajištěna kvalitním svařováním nebo pájením.
  
• Lamelový. Plochu pro přenos tepla tvoří desky spojené do pevné konstrukce s tepelně odolnými těsněními.
  
• Zkroucený. Vyrobeno z kovových soustředných cívek. Chladivo cirkuluje zakřivenými trubkami a mezitrubkovým prostorem.
  
• Spirála – tenký ocelový plech stočený do spirály.
  
• Voda a vzduch.

Schéma činnosti a provedení výměníku tepla

Zařízení se skládá z pohyblivé a pevné desky. Každá deska má několik otvorů pro vstup a výstup pracovního média. Mezi hlavní desky jsou instalovány desky, které utěsňují prostor pryžovými těsněními. Vodítka ve spodní a horní části určují orientaci zařízení v systému. Pomocí speciálních matic se desky slisují na požadovanou velikost. Vzhledem k tomu, že každá druhá deska je otočena o 180 stupňů vůči další, je možné dále utěsnit otvor kanálu a zabránit netěsnostem.

Funkce ovládání

Klíčovým prvkem výměníku tepla je pracovní kapalina (voda kotle nebo chladicí kapalina voda-glykol). Toky se pohybují kanálky vytvořenými vlnitými deskami. Stěnová vlnitá vrstva vytváří efekt turbulence díky vysoké rychlosti proudění kapaliny. Každé médium se pohybuje po své vlastní desce, ale z různých stran, aby bylo chráněno před smícháním. Zařízení tvoří konstrukci, ve které jsou umístěny 4 rozdělovače pro vstup a výstup různých kapalných médií. Všechny desky výměníku tepla kromě první a poslední se podílejí na výměně tepla mezi kapalinami s různou teplotou.

S nízkým hydraulickým odporem se zlepšuje přenos tepla díky dodatečné turbulenci a jemnému proudění. Obě metody umožňují vyčistit desky výměníku tepla od přetrvávajících usazenin a produktů tepelného rozkladu chladicí kapaliny. Zadní a přední desky jsou vybaveny otvory, které jsou připojeny k potrubí a jsou zodpovědné za ohřev pracovního prostředí. Po průchodu kanály vytvořenými deskami a otvory chladicí kapalina opouští zařízení.

Rozsah použití výměníků tepla

• Podniky potravinářského průmyslu. Výměníky tepla se používají k výrobě cukru, mléčných a kysaných mléčných výrobků, alkoholu, piva a jiných alkoholických výrobků a rostlinného oleje. Zodpovídají za pasterizaci, dočasné chlazení a ochranu před předčasným vypařováním surovin a hotových výrobků. K tomuto účelu se používají pájené deskové výměníky tepla.
• Hutní průmysl. Kvalitní chlazení je klíčem k nepřetržité a bezproblémové výrobě. Sklenice, pece, hydraulické systémy a další výrobní zařízení vytvářejí tepelnou energii, kterou je třeba včas odstranit. K ochraně před přehřátím se používají deskové výměníky tepla, které fungují jako chladiče. Volba konfigurace zařízení (svařovaná, spirálová nebo pájená) závisí na výrobních podmínkách.
• Stavba lodí. Výměník tepla slouží k chlazení centrálního systému a hlavního motoru plavidla. Místo obvyklého pracovního média můžete použít mořskou vodu nebo viskózní motorový olej. Na některých lodích se k organizaci zásobování teplou vodou nebo topného systému používá výměník tepla.
• Ropný a plynárenský průmysl. Deskové výměníky tepla jsou žádané pro krakování, ohřev a chlazení oleje. Pro ochranu zařízení před extrémně vysokými teplotami jsou desky vyrobeny z titanu. Těsnění musí odolávat stálému teplu, proto se pro výměníky tepla používají NBR a další typy vysokopevnostních těsnění.
• Utility. Systémy podlahového vytápění, organizování dodávky teplé vody pro obytné budovy, průmyslové, obchodní a administrativní zařízení, udržování teplotních podmínek: provádění těchto úkolů není možné bez výměníků tepla. Při použití kotlové vody jako chladicí kapaliny jsou potřeba deskové výměníky tepla, které snesou ohřev až 150 stupňů a tlak až 16 kPa. Materiálem pro výrobu plátů je antikorozní ocel do tloušťky 5 mm.

Mohly by vás zajímat následující produkty

Služby, které by vás mohly zajímat

Co jsou výměníky tepla pro plynové kotle

Tepelný výměník přenáší tepelnou energii přijatou z paliva do chladicí kapaliny. Jedná se o nádobu, ve které se teplo z hořícího plynu přenáší do kapaliny.
Jeho tvar závisí na konstrukci plynového kotle. Podle způsobu výměny tepelné energie se jedná o primární, sekundární a bitermické výměníky tepla.

Typy výměníků tepla a principy jejich činnosti

Primární – vyrobeno ve formě zakřivené trubky velkého průřezu, připomínající spirálu destilátoru. Tento prvek je vyroben z kovu, který dobře odolává korozi. Jsou ošetřeny speciálními barvami, které chrání před rzí a vysokými teplotami.

Varování! Úroveň výkonu zařízení závisí na délce trubky a počtu na ní navařených žeber. Topné zařízení, které má tento prvek, je jednodušší a levnější. Primární výměníky tepla se při správné údržbě porouchají velmi zřídka. Ale je schopen splnit jeden úkol. Upozorňujeme, že bude vyžadovat speciální filtry. Sekundární – liší se od dříve popsaného tím, že má další desky. Produkty zpracování plynu se méně usazují na površích dílů, není třeba je často čistit. Čím více desek je připojeno k potrubí, tím vyšší je výkon a účinnost. Jedná se o multifunkční výměníky tepla, lze je použít pro vytápění a současný ohřev vody. Jsou dražší, ale kupují se kvůli zvýšené funkčnosti a praktičnosti. Výměník tepla určený pro dvouokruhové kotle je umístěn přímo ve spalovací komoře, nad hořákem. Mělo by dobře odolávat vysokým teplotám.
Obr. 2 Bitermický výměník tepla Bithermal kombinuje 2 systémy výměny tepla – ohřev chladicí kapaliny a výrobu horké vody. Konstrukčně je vyrobena jako 2 trubice zasunuté do sebe a kapalina jimi prochází. Plynový kotel s tímto zařízením zřídka selže, má malé rozměry a je levný. Jeho nevýhodou je nízký výkon. Soli se usazují na povrchu při interakci s vodou. Oprava zařízení je náročná. Mnoho přípojek zvyšuje možnost netěsností, malý objem topné vody.

Z jakých materiálů jsou tepelné výměníky vyrobeny?

Většina výkonových charakteristik celé jednotky závisí na použitém materiálu.

ocel

V zařízení se vyskytuje často. Používá se všude kvůli nízkým nákladům a snadnému zpracování železného kovu ve srovnání s jinými materiály.
Pochopení otázky, proč je takový kotlový výměník dobrý, spočívá odpověď v jeho dlouhé životnosti.

Důležité! Tažnost oceli je velmi důležitá při interakci s vysokými teplotami. Vlastnosti materiálu snižují riziko prasklin v důsledku náhlých teplotních změn.
Ale kov velmi trpí korozí, mohou se tvořit jak na vnitřním povrchu, tak na vnějším povrchu. Další nevýhoda: hmotnost a velké rozměry.

Fig3 Navien Deluxe 35-40k

Litina

Tento kov je dobrý, protože při kontaktu s vodou vykazuje malou korozi, což výrazně zvyšuje životnost litinových výměníků tepla.
Potřebují ale pravidelnou péči. Litina je křehká, pokud se na ní objeví vodní kámen, účinnost se výrazně sníží, ohřev se stává nerovnoměrným, což může vést k prasknutí radiátoru.
Důležité! Výrobky z litiny je třeba v průměru pravidelně umývat, takové čištění se provádí jednou ročně.
Při použití nemrznoucí kapaliny jako chladicí kapaliny lze propláchnutí provést po 2 letech.

Měď

• díky tenkým stěnám váží méně než železný kov;
• jsou kompaktní;
• netrpí korozí;
• Dobře a rychle se zahřívají, měď dokonale přenáší tepelnou energii.

Varování! Výrobky z mědi rychle vyhoří přímým ohněm.

Obr.4 Primární výměník tepla Buderus Logamatic

Hliník

I povrchní rozbor ukáže, že do značkových plynových kotlů jsou často instalovány hliníkové výměníky. Jedná se o velmi tažný kov, lze z něj vyrobit výrobky jakékoli složitosti.
Tepelná vodivost je 9x vyšší než u běžného materiálu – nerezové oceli. Výrobky váží málo a vzhledem k malému počtu spojů je málo zranitelných míst. U konstrukcí z jiných kovů dochází ke svarům, ohybům a skládání. Klouby jsou slabá místa jakékoli konstrukce. Tento typ výměníku lze použít jak v nástěnných, tak i v stojacích kotlích.
Výrobky z hliníku se nejčastěji odlévají, takže je v nich velmi málo spojů. Hliník je odolný vůči chemickému napadení.

Důležité! Pokud používáte tvrdou vodu, nevydrží dlouho výrobky vyrobené z tohoto kovu vyžadují kvalitní úpravu vody.

Co je třeba zvážit při výběru zařízení

Abyste neudělali chybu a vybrali si kvalitní zařízení, musíte pochopit, který výměník tepla nejlépe slouží v plynovém kotli. Nejúčinnější jsou měděné výměníky tepla. U drahých modelů je měď navíc chráněna slitinou siluminu. Podle průmyslníků prodlužuje životnost zařízení a zvyšuje odolnost proti vysokým teplotám a korozi.

Obr.5 Měděný výměník tepla bez ochranného povlaku

Nejprve je třeba při výběru zhodnotit materiál, ze kterého je výměník tepla vyroben. Pokud je díl vyroben z mědi, zjistěte, zda je tam siluminový povlak nebo jen čistý kov. Když není dodatečný ochranný nátěr, chce výrobce snížit své náklady, ale to je špatné pro kupujícího a uživatele. Pokud existuje ochrana, pak výrobce vyrábí vysoce kvalitní kotle a nesnaží se ušetřit peníze na svých spotřebitelích.

Důležité! Výměníky z mědi jsou nejúčinnější, mají nejvyšší možnou účinnost takový kotel lépe vytopí prostory s nízkou spotřebou plynu.
Navíc takové výměníky vydrží déle než nerezové nebo hliníkové. Ale měď je drahý kov.
Pokud je hlavním kritériem výběru kvalita a životnost, musíte si vybrat měděný výměník tepla. Když jsou peníze omezené, je lepší nerezový nebo hliníkový výměník tepla nainstalovaný v kotli.

Obr. 6 Hliníkový výměník tepla

Populární výrobci výměníků tepla pro plynové kotle

BAXI

Populární společnost z Itálie. Vyrábí především vodní kotle, klasické a kondenzační kotle, na které je napojený plyn.
Mohou se pochlubit certifikáty šetrnosti k životnímu prostředí a kvality výrobků. Prodává topná zařízení v 70 zemích.

Ariston

Společnost z Itálie. Ale při výrobě produktů pro naši zemi se bere v úvahu klima a zvláštnosti domácí komunikace.
Podle výrobce nejsou zařízení Ariston nebezpečná pro místní realitu – mráz, vodu, která neprošla dodatečným čištěním, přepětí a nízký tlak plynu.

Bosh

Výrobce z Německa, známý v Rusku již více než 100 let. Vyniká spolehlivými produkty a využitím nejnovějších technologií. Většina produktů Bosch je kvalitnější než průměrné kotle. Budete si za ně ale muset připlatit.

Protherm

Společnost ze Slovenska vyrábí levná a kvalitní zařízení pro zásobování teplou vodou a vytápění domácností.

Ostatní

Pozornost si zaslouží i následující výrobci kotlů a jednotlivých dílů:

• Buderus;
• Vaillant;
• Wisman;
• Ferrol.

Obr. 7 Výměník tepla můžete opravit sami

Možné poruchy na výměnících tepla a jak je opravit

• Na výměníku tepla se vytvoří trhlina. Můžete to opravit sami pomocí pájení. Použita je pájka vhodná pro materiál výměníku.
• Pokud jedna z trubek „vyhoří“, umístí se na ni „záplata“ vyrobená z tenkého měděného nebo cínového plechu. Někdy dokonce používají části plechovek a jiných podobných materiálů. Záplaty se instalují na místo pomocí nýtovače.
• Pokud se objeví netěsnost, lze poškození opravit svařováním za studena.

Plynový kotel si člověk pořizuje na vytápění na několik let, a to je v nejhorším případě. Výměník tepla je hlavní součástí zařízení, takže je třeba provést výběr zodpovědně. Neměli bychom zapomínat, že tento prvek je drahý a je lepší neplatit peníze za své chyby.