Pájený výměník tepla je spolu se spalovací komorou, regulačním zařízením, výfukovým systémem důležitým pracovním modulem plynového kotle. Jedná se o soubor desek a dutých trubek, které se pohybují, kterými se voda ohřívá a přivádí do potrubí pro vytápění a zásobování teplou vodou. Materiál a provedení výměníku plynového kotle určují funkční vlastnosti a ovlivňují životnost topného tělesa.
Jak je uspořádán výměník tepla plynového kotle, k čemu je určen
Tepelný výměník je nádoba, kde se tepelná energie uvolněná při spalování plynu v plynovém hořáku přenáší na nosič tepla. Konfigurace výměníku tepla může být různá a závisí na uspořádání plynového kotle. Podle způsobu přenosu tepelné energie ze zdroje tepla na kapalný nosič tepla se dělí na výměníky primárního a sekundárního (dvojitého) typu a také na bithermické.
- primární výměník tepla.
Určeno pro instalaci do jednookruhového kotle, kde se ohřívá topné médium pro topný systém. Energie spalování paliva se zde přenáší přímo na nosič.
Voda v primárním výměníku se zahřívá na vysoké teploty, což vyvolává usazování vodního kamene na jeho stěnách, takže zařízení potřebuje pravidelné čištění a prevenci. Systém filtrů na čištění vody pomáhá prodloužit životnost zařízení.
Instalují se do dvouokruhových kotlů určených jak pro vytápění, tak pro zásobování teplou vodou. Zde dochází k ohřevu kapalného nosiče tepla z kapaliny, která byla zahřátá dříve.
V konstrukci tohoto typu je kromě primárního modulu (kde se ohřívá chladicí kapalina zodpovědná za vytápění) deskový výměník tepla (kde se ohřívá voda pro domácí potřeby).
Potřebný pro dvouokruhové kotle a skládá se ze dvou systémů (topení a ohřevu vody), které se vzájemně kombinují a pracují synchronně. Ve vnějším se ohřívá voda pro vytápění a ve vnitřním – pro zásobování teplou vodou.
Hlavní
Primární výměník tepla je dutá trubka velkého průměru, zahnutá v jedné rovině do tvaru cívky. Aby se zvýšila pracovní plocha, a tím i výkon, jsou na ni umístěny desky různých velikostí.
Primární výměník tepla je vystaven vysokému zatížení. Zvenčí na jeho stěny působí produkty spalování, saze, anhydridy kyselin a zevnitř agresivní soli rozpuštěné v chladicí kapalině. Proto se pro výrobu primárního výměníku používají kovy, které nejsou ovlivněny korozí (měď, nerez), těsnění zajišťují těsnění výměníku. Shora jsou díly potaženy ochrannou směsí. Zajistěte pravidelné čištění zařízení od vodního kamene. Speciální filtrační systém pomáhá chránit stěny výměníku tepla před cizími usazeninami. Všechna tato opatření pomáhají zvýšit účinnost a prodloužit životnost zařízení.
Primární výměníky tepla mají jednoduché technické provedení a zřídka se porouchají. Jejich negativní vlastností je nízká funkčnost.
Sekundární
Sekundární výměník tepla je potřebný pro ohřev vody v dvouokruhovém plynovém kotli, který zajišťuje jak vytápění, tak dodávku teplé vody. Jedná se o spolehlivý design, který se skládá ze systému dutých desek, uvnitř kterých cirkuluje voda.
Víceprůchodové modely deskových výměníků tepla jsou efektivnější. Zahrnují opakovaně použitelný průchod kapaliny v různých směrech, což pomáhá lépe ji zahřát. Dobré materiály pro sekundární výměník tepla jsou nerezová ocel, měď, hliník.
Princip činnosti zařízení určeného pro zásobování horkou vodou je jednoduchý: teplo se přenáší z kapalného nosiče tepla na kapalný. Rychlost výměny tepla je vyšší, což zpomaluje vznik usazenin na stěnách přístroje.
Životnost je dlouhá a údržbu lze provádět méně často. Sekundární výměníky tepla jsou dražší, ale svůj úkol zvládají efektivněji.
Bitermní
V bitermickém nebo kombinovaném výměníku tepla se kombinují dva systémy výměny tepla – z plynu na nosič tepla a z nosiče tepla na vodu potřebnou pro zásobování teplou vodou. Zařízení jsou duté trubky zasunuté do sebe, kterými cirkuluje voda.Pro údržbu se používají speciální proplachovací boostery.
Provoz obou systémů výměny tepla probíhá synchronně: zatímco voda ve vnějším topném potrubí se ohřívá zvenčí, teplá užitková voda se ohřívá ve vnitřním potrubí. Bitermický systém má jednoduchý design. Plynový kotel vybavený systémem tohoto typu se zřídka porouchá, je levný a kompaktní.
Mezi negativní vlastnosti bitermického systému patří nízký výkon. Části, které jsou v kontaktu s vodou, jsou náchylné k usazování solí, které vyžadují instalaci filtrů. Oprava je náročná a někdy nemožná. Velké množství spojů a spojů vytváří riziko vnitřní netěsnosti, objem ohřívané vody je omezen.
Materiály, jejich klady a zápory
Pro výrobu výměníků tepla se používají odolné materiály, které mají vysoký koeficient tepelné vodivosti, nejsou náchylné ke korozi a jsou odolné vůči tlaku kapaliny. Existuje celá řada kovů, které tyto podmínky splňují: ocel, litina, hliník, měď, hliník. Každý z materiálů má své výhody a nevýhody. Ve většině případů lze v případě potřeby vyměnit kovové desky výměníku tepla, což výrazně zvyšuje jeho životnost.
Ocel je nejoblíbenější kov používaný v plynových zařízeních. Přitahuje nízkou cenu, pevnost, snadné zpracování, dlouhou životnost. Díky dobré plasticitě materiálu se povrchy ocelových výměníků nedeformují a netvoří trhliny ani při vysokém tepelném namáhání a výrazném tlaku kapaliny.
Hlavní nevýhodou ocelového výměníku je jeho náchylnost ke korozi. Navíc je těžký a dost objemný. Při provozu ocelových zařízení se zvyšují náklady na plyn. Ohřev jeho stěn a vnitřních dutin, které mají velký objem, vyžaduje další spotřebu paliva.
Tepelné výměníky z nerezové oceli jsou odolné, ale mají nízký přenos tepla. Tím se snižuje účinnost plynového kotle.
Litina
Litinové výměníky tepla jsou pevné, trvanlivé, odolné vůči anhydridům kyselin, protože materiál je méně náchylný ke korozi než ocel. Tím se výrazně zvyšuje životnost litinových zařízení (v průměru až 50 let).
Mezi nevýhody litinových výměníků tepla lze jmenovat sklon k netěsnostem, protože materiál je poměrně křehký. Vysoký tepelný tlak na stěny vede k praskání. Litinová zařízení vyžadují pečlivou údržbu, protože usazování vodního kamene může vést k nerovnoměrnému zahřívání stěn.
Frekvence mytí dutin je následující:
- Pokud je chladicí kapalinou tekoucí voda, mytí se provádí jednou ročně.
- V případě, že se jako chladicí kapalina používá nemrznoucí směs, výměník tepla se myje každé dva roky.
- Zařízení, ve kterém se používá čištěná voda, stačí umýt jednou za čtyři roky.
- Hojně se používají i speciální proplachovací kapaliny.
Měď je lehký, tažný, ušlechtilý kov. Nejlépe se hodí pro výrobu zařízení, ve kterých dochází k výměně tepla. Přístroj vyrobený z mědi je odolný, má vysoký koeficient pevnosti a nepodléhá korozi. Díky skvělé tepelné vodivosti materiálu má měděný výměník maximální účinnost, údržba je snadná a bezproblémová.
Výměníky tepla vyrobené z mědi mají své nevýhody. Jsou velmi drahé a při zahřátí na vysoké teploty mají tendenci se roztavit a propálit. Vysoká chemická aktivita kovu vyžaduje použití neutrálních materiálů v topném systému (polypropylenové nebo polyetylénové trubky).
Hliník
Hliníkové výměníky tepla mají poměrně významné výhody. Jsou kompaktní a spolehlivé. Hliník je díky své vysoké tažnosti vhodný pro vytváření složitých zařízení. Má dobrou tepelnou vodivost, což zajišťuje vysokou úroveň účinnosti. Slitina hliníku a křemíku je chemicky stabilní, což umožňuje její použití ve výměnících tepla kondenzačních kotlů, aby odolala agresivnímu kondenzátu.
Spolu se spoustou výhod existují i nevýhody. Hliníkové výměníky jsou náchylné k usazování vodního kamene, což je nebezpečné zejména v přítomnosti vody, vysoké tvrdosti.
Malé pevné inkluze rozpuštěné v tekoucí vodě mohou poškodit ochrannou vrstvu stěn výměníku tepla a působit na ně jako abrazivo. V tomto případě je nutný systém čistících filtrů tvrdého typu. Kromě toho je důležité hliníkové výměníky tepla včas vyčistit a propláchnout. Předejdete tak poškození zařízení a úniku.
Výměník tepla je důležitou součástí, bez které není možný normální provoz plynového zařízení. Na trhu domácích spotřebičů existují zařízení různých značek, například Alfa Laval. Při výběru se berou v úvahu doporučené rozsahy provozních tlaků, vlastnosti výrobní technologie a použitý materiál. Konečná cena topného zařízení bude záviset na značce, designu, hlavních technických vlastnostech výměníku tepla.
Málokdo ví, jak se dodává teplá voda do domácností a jak probíhá ústřední vytápění. Jedním z prvků této velké sítě jsou výměníky tepla, které fungují jak z malých kotelen, tak z celoměstských tepelných elektráren.
Podívejme se blíže na to, co je výměník tepla v topném systému, jak funguje a jaké jsou vlastnosti jeho výběru.
Standardní tepelný výměník s těsněním
Co je to výměník tepla a deskový výměník tepla konkrétně?
Výměník tepla je zařízení, jehož úkolem je přenášet teplo z jednoho média do druhého bez jejich míchání. Existují dva nejběžnější typy tohoto zařízení:
Skořápka a trubka. Uvnitř je sada izolovaných trubek, které jsou vloženy do pláště. Koluje jím studená voda a topným článkem jsou vnitřní trubky, kterými prochází horká kapalina.
Lamelový. Princip činnosti je stejný, ale vysílačem tepla je sada desek. Jsou poměrně kompaktní, ale z hlediska účinnosti přenosu tepla nejsou horší než trubkové výměníky tepla.
Materiál pro výrobu deskového výměníku tepla
Deskové výměníky tepla mohou být několika typů:
Skládací představují velké množství plochých prvků. Lze je snadno rozebrat pro čištění a opravu, proto tuto možnost využívá mnoho tepelných elektráren a průmyslových rozvoden.
Základna pájených destiček obsahuje sadu destiček, které jsou k sobě připájeny. Proto je nemožné zařízení sestavit a demontovat.
U polosvařovaných výměníků tepla jsou desky svařovány v párech. Těsnění jsou instalována na vnější straně a spárované prvky jsou svařeny dohromady. Tato možnost se často používá při práci s agresivním prostředím.
U svařovaných strojů jsou všechny desky svařeny dohromady bez přidání těsnění. Jedna z kapalin prochází vlnitým kanálem a druhá trubkovým kanálem.
Hlavními prvky deskového výměníku tepla je sada desek a těsnících těsnění, která jsou umístěna mezi deskami. Výběr materiálů závisí na ohřívaném médiu.
Desky jsou hlavním prvkem topného systému
Uspořádání talířů
Vnitřní desky mají stejné složení a strukturu. U výměníků tepla používaných ve veřejných službách se ve většině případů používá nerezová ocel AISI316.
Méně obvyklé jsou dražší kovy, jako je titan nebo mosaz. Takové materiály mohou pracovat s agresivním prostředím. Najdeme je například ve výměnících tepla námořních plavidel, kde je agresivním prvkem mořská voda.
Požadavky na těsnění
Materiálem těsnících těsnění jsou polymerní směsi, které obsahují převážně pryž. Při výběru je třeba vzít v úvahu agresivitu chladicích kapalin:
EPDM – sladká voda s glykolem;
Nitril – kapaliny s olejovým prostředím, například technické oleje;
Viton – kapaliny, které je třeba zahřát na teploty nad 100 stupňů Celsia.
Princip činnosti výměníku tepla
Desky výměníku mají 4 otvory, jeden v každém rohu, které jsou určeny pro vstup a výstup topného a ohřívaného média:
Jeden pár je potřebný pro průchod vysokoteplotního primárního chladiva dodávaného z tepelné elektrárny.
Druhý pár je pro sekundární chladicí kapalinu, která je přiváděna např. do topného systému
a já Zpočátku je studený, takže se zahřívá díky primární kapalině.
Pro intenzivnější výměnu tepla je kanálové uspořádání navrženo tak, že při průchodu chladiva uvnitř výměníku tepla vzniká turbulentní turbulence proudění. Tím je dosaženo maximálního odporu proudění, turbulence proudění snižuje tvorbu vodního kamene na deskách.
Výhody pájeného deskového výměníku tepla
Pájený výměník tepla má spolu s jinými typy zařízení několik hlavních výhod:
náklady ve srovnání se skládacím zařízením jsou o 30 % nižší;
design odolává teplotám až 200 stupňů Celsia;
malá velikost a hmotnost, protože neexistují žádné svorky nebo těsnicí těsnění;
vhodné pro instalaci v soukromém domě a připojení ke kotli;
pájení se provádí s přídavkem niklu nebo mědi, které jsou odolné vůči jakémukoli agresivnímu prostředí.
Systémy a vlastnosti přenosu tepla: úloha výměníku tepla
Deskové výměníky tepla lze použít v různých systémech v průmyslových objektech a obytných budovách.
Ve vícepodlažních budovách se upřednostňují skládací zařízení
V bytovém domě
Standardní demontovatelné zařízení je často zapojeno do připojení topných systémů a systémů zásobování teplou vodou. Existuje několik důvodů pro jeho instalaci v bytovém domě:
životnost – od 25 let, ale těsnění se musí měnit každých 5-10 let;
zařízení je snadno demontovatelné a lze jej opravit;
výkon lze nastavit nezávisle změnou počtu talířů.
Tento typ výměníku pro vytápění je vhodný i do průmyslových prostor.
Vlastní oprava topného zařízení je nepřijatelná
V soukromém domě
V soukromém domě se doporučuje používat pájený výměník tepla z několika důvodů:
vhodné do agresivního prostředí;
Životnost zařízení je 15 let;
zaručuje vysokou účinnost díky minimální ztrátě tepelné energie a vysoké úrovni přenosu tepla;
Vzhledem k tomu, že v konstrukci nejsou žádné těsnění, úniky jsou nemožné.
Sestavení zařízení je poměrně jednoduché a nezabere mnoho času.
Zařízení vyžaduje pravidelnou kontrolu těsnění a odvápnění
Co určuje účinnost výměníku tepla?
Kvalita provozu zařízení závisí na:
množství energie potřebné pro přenos;
Tyto parametry určují celkové náklady na vybavení a údržbu, které ovlivňují provoz zařízení.
Jak vybrat správný výměník tepla
Při instalaci zařízení v obytné budově je vyžadován podrobný výpočet. Zahrnuje několik charakteristik:
plocha vytápěných prostor nebo přibližná spotřeba teplé vody;
primární teplota chladicí kapaliny;
teplota studené vody.
Výpočty provádí dodavatel zařízení, který na základě výsledků nabízí možnosti výměníků tepla vhodné pro použití pro uvedené účely.
Specialisté společnosti Evomax provedou zdarma tepelně technický výpočet výměníku pro váš objekt a pomohou s výběrem ve prospěch konkrétní značky se zohledněním všech požadavků. Žádost o výběr výměníku tepla můžete zaslat na [email protected] nebo zavolat na bezplatnou linku 8 (800) 551 4190
