Výměníky tepla pro topné systémy: konstrukce a princip činnosti

Výměník tepla je zařízení, které se používá v chladicích a topných systémech k ohřevu vodních hmot (například v bazénech). Je žádaný v různých odvětvích: chemická a potravinářská výroba, strojírenství, farmacie. Výměníky tepla se používají v každodenním životě: v bytech a domech ke zvýšení účinnosti topných systémů a zásobování teplou vodou. Na co si dát při výběru pozor, jaké vlastnosti je důležité zvážit?

Konstrukce výměníku tepla

Hlavní částí zařízení je pracovní jednotka, skládající se ze dvou prvků, mezi kterými dochází k výměně tepla. Výměníky obvykle používají dvě média (kapaliny nebo plyny) oddělená deskami nebo trubkami vyrobenými z materiálů s vysokou tepelnou vodivostí. Teplota médií se při kontaktu s trubkami nebo deskami mění, horká média uvolňují tepelnou energii (ochlazují se), zatímco studená média přijímají (ohřívají se).

Zařízení je klasifikováno jako průtočné. Modely se liší objemem a počtem sekcí, komor a materiálem, ze kterého je zařízení vyrobeno.

Typy výměníků tepla

Konstrukčně se rozlišují tyto typy zařízení: povrchová obnova, míchací, trubková, desková, spirálová.

• Rekuperační výměník tepla je model, ve kterém se výměny energie účastní dvě média. Jsou odděleny přepážkou: čím větší je její povrch, tím rychleji dochází k ohřevu a ochlazování média.
• V míchacích zařízeních jsou teplé a studené proudy ve vzájemném kontaktu a přímo se mísí. Princip fungování takových modelů je podobný provozu sanitární baterie.
• Plášťový a trubkový výměník tepla je nejoblíbenějším typem. Skládá se z potrubí se studenou vodou a pláště – potrubí většího průměru naplněné horkou vodou nebo párou. Horké činidlo se dotýká povrchu vnitřní trubky a přenáší na ni energii – takto se ohřívá studená voda. Podle tohoto principu jsou navrženy domácí a průmyslové kotle. Nevýhodou tohoto provedení jsou tepelné ztráty: část tepelné energie se spotřebuje na ohřev okruhu chladivem.

• Spirálová zařízení jsou válcové nádrže, uvnitř kterých je ve spirále umístěn plochý labyrint. Jeho vnitřní dutina je naplněna párou nebo horkou vodou. Samotný zásobník obsahuje studenou kapalinu (obvykle vodu), která omývá cívku a ochlazuje ji. Náklady na spirálové modely jsou vysoké, protože je obtížné je vyrobit. Spirálové výměníky tepla jsou však v průmyslu žádané: jsou jediným typem jednotek, které mohou chladit nebo ohřívat kapalinu obsahující nerozpuštěné pevné látky nebo částice nečistot.
• Talířové modely jsou designem, který připomíná akordeon. Topné trubky jsou ploché prvky s žebry, takže se voda pohybuje po složité dráze. Takové výměníky tepla mají vysokou účinnost, ale vyžadují pravidelnou údržbu, čištění a výměnu magnetických filtrů. Aby se zabránilo tvorbě vodního kamene mezi deskami, nalévá se do výměníku dobře vyčištěná připravená voda. Lze je napojit na automatizovaný řídicí systém, gejzír nebo kotel.

Materiály pro výrobu výměníků tepla

Pro výrobu zařízení se používají materiály, které dobře vedou teplo. Musí být odolné vůči korozi, vodnímu rázu, vysokému nebo nízkému tlaku. Jedná se například o mosaz, měď, nerez.

• Mosaz je jedním z oblíbených materiálů, který se vyznačuje vysokou odolností proti korozi a výraznou pevností. K ohřevu nebo chlazení mořské vody lze použít výměník tepla vyrobený ze specifické slitiny mosazi, ale cena takového zařízení je vysoká. V každodenním životě se mosazné modely používají v topném systému naplněném sladkou vodou očištěnou od solí a nečistot.
• Měděný výměník tepla může být instalován v topném systému nebo systému zásobování teplou vodou. Tento kov se vyznačuje vysokou tepelnou vodivostí, což výrazně zvyšuje účinnost zařízení. Měď je tažný materiál, lze z ní tedy vyrábět desky s velkým počtem žeber, které urychlí ohřev chladiva. Měděné výměníky tepla jsou lehké, kompaktní a pro kvalitní přenos tepla stačí malé množství zařízení. Materiál může podléhat korozi, ale při správném používání tento problém nevzniká. Hlavní nevýhodou je vysoká cena.

• Nerezový výměník tepla je zařízení, které je nejvíce odolné vůči tvorbě rzi a korozi. Slouží k ohřevu nebo chlazení tvrdé vody s vysokým obsahem solí, kyselých a zásaditých roztoků. Ocelové výměníky tepla nevstupují do chemických reakcí se studenými nebo horkými činidly, takže se instalují tam, kde není možné použít analogy mědi nebo mosazi. Lze je použít pro mořskou, slanou vodu. Nerezová ocel není v pevnosti a dlouhé životnosti horší než litina, má nízkou setrvačnost a je odolná vůči změnám teplot. Cena výměníku tepla z nerezové oceli činí takové zařízení dostupným.

Jaké parametry se používají při výběru výměníku tepla?

Nejdůležitějším kritériem jsou technické vlastnosti modelu. Patří mezi ně průtok pracovního média (studené a horké), tepelné zatížení, teplotní graf, maximální a minimální teplota, tlak, agresivita médií.

Zařízení se volí podle typu a materiálu rámů, desek a těsnění. Na tom závisí rychlost výměny tepla, jeho účinnost a životnost výměníku tepla.

Můžete si u nás objednat zařízení z nerezové oceli a mědi. Naše společnost je výrobcem jednotek, takže si ji můžete objednat bez přeplatků a se zárukou. Poradíme s charakteristikami, pomůžeme vybrat vhodný model nebo vyrobit zařízení pro vyřešení konkrétního problému.

Tepelný výměník pro vytápění je zařízení určené k výměně tepla mezi dvěma prostředími s různými teplotami. Taková zařízení se používají v energetice, veřejných službách a průmyslu. Na úrovni domácností jsou široce používány v topných systémech, kde slouží k přenosu tepla z hlavního zdroje energie do chladicí kapaliny.

Typy výměníků tepla

Podle principu fungování je lze rozdělit do dvou typů:

• Míchání TO – v nich se vzájemně mísí dvě kapaliny různých teplot.
• Povrch TO – v nich se horká a studená média přímo nemísí a dochází k výměně tepla přes stěnu.

Povrchové kamenivo se dále dělí na dva typy:

• Rekuperační jsou navrženy tak, aby se chladicí kapaliny v nich pohybovaly různými kanály a výměna tepla probíhala přes stěnu. A v každém bodě této stěny zůstává směr tepelného toku nezměněn.
• Regenerační jsou navrženy tak, že teplo je přenášeno ze stejné topné plochy, se kterou se střídavě dotýkají dva proudy a mění svůj směr.

Rekuperační typ je nejčastější. Zahrnuje následující typy údržby:

• Plášť a trubka – skládá se z pláště, na jehož konec jsou přivařeny trubkovnice se svazky trubek. Rošty jsou uzavřeny víky pomocí šroubového spojení. Chladivo vstupuje do pláště armaturou, přičemž jedno médium proudí potrubím a druhé prostorem mezi nimi.
• Ponorné – jsou nádrží naplněnou kapalinou, do které je ponořena cívka – prochází jí druhé médium.
• Spirála – skládají se ze dvou plechů, které jsou přivařeny k přepážce a stočeny do spirály. Takové jednotky mohou pracovat s viskózními kapalinami.
• Deska – skládá se ze slisovaných lisovaných desek s těsněním. Jejich reliéfní povrch tvoří kanály, kterými cirkulují nosiče tepla.

Výběr a kalkulace nákladů na výměník tepla pro vás pohodlným způsobem

Získejte konzultaci
3 způsoby”:”Výpočet podle parametrů”>)’>
Počítejme podle parametrů

Kalkulace provádíme přesně a profesionálně, bez jakékoliv manipulace

3 způsoby”:”Existuje hotový výpočet výměníku?”>)’>
Máte hotový výpočet výměníku?

Pojďme si spočítat náklady podle výpočtového čísla, sériového čísla, výpočtového listu, specifikace, podle typového štítku výměníku

zavoláme vám zpět do 1 minuty
výsledky od 30 minut
výsledky od 5 minut
Kde mohu získat údaje o výpočtech pro odborné vzdělávání a přípravu?

Vypočtené údaje (zatížení, tlaky, teplotní grafy) vydávají organizace zásobující teplo (tepelné sítě, kotelny) ve formě vysvětlivek, Technických podmínek (TU).

Tyto údaje můžete také převzít ze smlouvy s organizací zásobování teplem, případně z projektu modernizace či dovybavení ITP, UUTO. Máte-li další dotazy týkající se dat výpočtu, můžete se obrátit na manažera s žádostí o radu.

ZANECHAT ŽÁDOST
a náš specialista vám pomůže s výběrem vybavení

Konstrukce výměníku tepla pro vytápění

TO se skládá ze dvou kovových desek s trubkami, které jsou spojeny pomocí vodítek a šroubů. Mezi desky jsou upnuty lisované desky s těsněním. Jsou vyrobeny z různých jakostí nerezové oceli a slitin. Jedna z desek je pohyblivá, což umožňuje zvolit požadovaný počet desek pro každou objednávku.

1 – přední pevná deska, 2 – horní vodítko, 3 – zadní pohyblivá deska, 4 – zadní stojan (stativ), 5 – pracovní deska s těsněním, 6 – spodní vodítko, 7 – trubky, 8 – válečky pro pohyb desek podél vodítek, 9 — typový štítek s názvem a technickými údaji, 10 – cvočky

Prostor mezi sousedními deskami je střídavě vyplněn studenou a horkou chladicí kapalinou a těsnění zajišťují těsnost konstrukce. Reliéfní povrch zvětšuje teplosměnnou plochu, takže zařízení jsou i přes svou kompaktní velikost vysoce účinná.

Výměníky tepla pro topné systémy

Výměník tepla je jedním z hlavních prvků topných systémů. Je zvláště nepostradatelný v soukromých domech s autonomním vytápěním. Tato zařízení oddělují topnou síť a vnitřní okruh topného systému. K zařízení je na jedné straně připojeno potrubí s horkou chladicí kapalinou z kotle nebo centrální kotelny. Na druhé straně je obrys vnitřního systému. TO lze připojit buď přímo, nebo paralelně.

Instalace výměníku umožňuje rychlejší a rovnoměrnější ohřev vzduchu ve všech místnostech, zjednodušuje ovládání, stabilizuje teplotu a tlak, šetří energii a zvyšuje životnost všech jednotek.

Výměník tepla v systému vytápění domu. Připojení podle nezávislého schématu.

Zdrojem teplé vody může být i výměník tepla pro vytápění soukromého domu. V tomto případě se do jednoho okruhu přivádí horké médium a do druhého se přivádí voda z přívodu vody. Výstupem je teplá voda, která je přiváděna přímo do vodovodních baterií. Tento způsob je výhodný i proto, že na rozdíl od kotlů nevyžaduje další energii.

Výhody a nevýhody

Hlavní výhody TPO:

• Kompaktní rozměry;
• Snadná instalace;
• Možnost regulace výkonu, pokud potřebujete zvýšit nebo snížit vyhřívanou plochu;
• Vysoký koeficient prostupu tepla a minimální tepelné ztráty;
• Zařízení lze rozebrat, zbavit vodního kamene a znovu sestavit během několika hodin;
• Dlouhá životnost a udržovatelnost – jednotlivé desky lze snadno vyměnit za identické nové.

Mezi nevýhody patří:

• Některá omezení maximálního tlaku a teploty pracovních médií;
• Citlivost na kvalitu chladicí kapaliny a přítomnost nečistot;
• Nutnost vypočítat každé zařízení individuálně pro dané parametry.

Jak se počítají výměníky tepla?

Neexistují žádné standardní modely výměníků tepla – každý z nich je sestaven pro specifické provozní podmínky. Materiál, počet desek, rozměry, technické vlastnosti – to vše je stanoveno na základě výpočtů. Výpočty zajišťuje dodavatel zařízení. Vše, co zákazník potřebuje, je poskytnout potřebná data.

Pro výpočet údržby potřebujete znát následující parametry:

• Teplota v topném okruhu;
• Teplota vnitřního okruhu;
• Tepelné zatížení;
• Pracovní tlak;
• Přípustné tlakové ztráty.

Tyto údaje si lze vyžádat u organizace zásobování teplem. Tepelnou zátěž lze snadno vypočítat, pokud jsou známy ostatní parametry. Při výběru prostředku pro údržbu se vyplatí zvážit další parametry, jako je viskozita a znečištění pracovního prostředí. Nesprávné výpočty mohou vážně ovlivnit životnost, účinnost a cenu zařízení.

Možné chyby při výběru:

• Hlavní parametry nebyly správně zohledněny. Chyby ve výpočtech, nepřesnosti při vyplňování žádosti, čísla získaná „okem“ – to vše vede k tomu, že
  přístroj se častěji špiní a dříve se porouchá.
• Materiály neodpovídají chladicí kapalině – v příliš agresivním nebo znečištěném prostředí se rychle znehodnotí a zanesou.
• Nesprávná rezerva plochy pro znečištění (měla by zůstat v rozmezí 10-50%), pokud je hodnota příliš nízká, zařízení se rychle zanese vodním kamenem, pokud je příliš vysoká, nebude fungovat efektivně.