El výměníků tepla

Konstrukce zařízení, materiál součástí a další parametry musí být zvoleny na základě charakteristik technologického procesu a požadovaného výkonu. Více o typech výměníků tepla a jejich účelu nám říkají kolegové ze společnosti ProTeplo https://proteplo.org .

Použití výměníků tepla v různých systémech

Proč potřebujete výměník tepla? Rozsah provozu těchto zařízení lze rozdělit do několika kategorií: průmysl, veřejné služby a domácnosti. V každém případě se instalace bude lišit materiálem provedení, rozměry a výkonem, jakož i cirkulujícím pracovním prostředím.

V topném systému

Zařízení pro výměnu tepla v topném systému umožňuje výrazně snížit spotřebu zdrojů a dosáhnout vysokého stupně kontroly a regulace procesu.

Topný systém může být:

• závislý – systém bez výměníku tepla, kdy je teplo dodáváno z ústřední topné stanice pravidelně v určitém množství;
• nezávislý – systém s výměníkem tepla, který umožňuje regulovat množství přiváděné energie v souladu s potřebami koncového spotřebitele.

Proč potřebujete v topném systému výměník tepla? Dělí jednu konstrukci na dvě části: jedna z nich je spojena s dodavatelem a druhá se spotřebitelem tepla. Zařízení slouží jako mezistanice, kterou prochází horká voda s různými nečistotami: nemrznoucí směsí, olejem a dalšími složkami.

Výměník tepla v ITP

Použití deskového zařízení pro automatizaci jednotlivého topného bodu umožňuje snížit energetické ztráty až o 40 % díky vysoké účinnosti instalace.

Nezávislý systém vytápění se skládá z hlavního bodu, který rozděluje teplo mezi různé objekty, a dalších výměníků tepla instalovaných v jednotlivém topném bodě, odkud je teplo dodáváno koncovému uživateli. Přítomnost výměníku tepla v tomto schématu je pro majitele bytu příležitostí regulovat teplotu v místnosti. Nebude spotřebovávat přebytečné teplo, což vede k významným úsporám zdrojů.

V systému zásobování teplou vodou

Zvýšení kapacity trubkového výměníku tepla je možné pouze díky větší šířce a délce cívky, což má negativní vliv na rozměry tělesa. Objemná konstrukce zabírá hodně místa a je nepohodlná pro instalaci. Deskový výměník tepla, jehož rozměry jsou třikrát menší, umožňuje podobný výkon.

V kotelně

Běžnou praxí je v kotelnách používat dva typy výměníků tepla. To je ochrana proti vodnímu rázu, chemickým a mechanickým nečistotám a změnám výšky. Nezávislé obvody umožňují autonomní řízení a nastavení každé konstrukce. V tomto případě se výrazně prodlužuje životnost kotlů a na stěnách zařízení se nehromadí vodní kámen.

Použití zařízení pro výměnu tepla v průmyslu

Výměníky tepla mají různý technologický význam. Všechny modely lze rozdělit do dvou velkých kategorií:

• zařízení na výměnu tepla, u kterých je hlavním procesem přenos tepla;
• zařízení na výměnu tepla, u kterých jsou hlavními procesy chlazení, kondenzace, pasterizace a další a přenos tepelné energie působí jako doprovodná složka.

Podle jejich hlavního použití se modely dělí do skupin:

• kondenzátory;
• ohřívače;
• chladničky;
• výparníky.

Jejich použití je v různých průmyslových odvětvích velmi žádané. Zavedení zařízení do technologického procesu umožňuje výrazně urychlit práci a zvýšit efektivitu.

Používání různých typů pracovních prostředí

Správně zvolená chladicí kapalina může výrazně zvýšit produktivitu práce.

Vodní pára

Jedním z nejběžnějších nosičů tepla je přehřátá (nasycená) vodní pára. Má řadu výhod: vysokou intenzitu přenosu tepla, snadnou přepravu potrubím a schopnost regulovat teplotu. Nejčastěji se tento typ nosiče tepla používá v technologických procesech s vícenásobným odpařováním, kdy se odpařený produkt posílá do ohřívačů nebo jiných odpařovacích jednotek.

Horká kapalina

Neméně časté jsou jako média cirkulující ve výměníku tepla horké kapaliny a voda. Vyznačují se méně intenzivním ohřevem a stabilně klesající teplotou nosiče.

Pára a voda mají jednu významnou nevýhodu: s rostoucí teplotou prudce roste tlak v systému. V potravinářské výrobě nemohou zařízení pracovat při teplotách nad 160 °C.

Olejový roztok

Ohřev olejem je vhodný pro konzervárenský průmysl, protože umožňuje provoz výměníku tepla při 200 °C.

Horký vzduch a plyn

V sušicích zařízeních a pecích se používá plyn a horký vzduch (maximální teplota 300-1000 °C). Plynné látky mají mnoho nevýhod: obtížně se přepravují a regulují teplotním parametrem, mají nízký koeficient výměny tepla a spaliny silně znečišťují povrch výměníku tepla.

Výběr průmyslového zařízení pro výměnu tepla

Pro efektivní plnění úkolů v průmyslu musí výměník tepla splňovat požadavky technologického procesu:

• schopnost regulovat a udržovat teplotu pracovního prostředí;
• soulad rychlosti oběhu produktu s požadovanou minimální dobou setrvání činidla v systému;
• odolnost materiálu výměníku tepla vůči vlivům pracovního prostředí;
• soulad zařízení s tlakem chladicí kapaliny.

Druhým důležitým kritériem výběru je účinnost a produktivita zařízení, kombinace vysoké intenzity výměny tepla při zachování potřebných hydraulických parametrů zařízení.

Provoz různých typů zařízení na výměnu tepla v průmyslu

Aplikace výměníků tepla může být postavena v následujících směrech:

• využití zbytkového tepla k výrobě elektrické energie;
• přesná regulace teploty během chemických procesů;
• opětovné využití energie pro domácí potřeby;
• udržování teploty v domácích topných systémech v rámci normovaných parametrů.

Na základě stanovených úkolů si můžete vybrat optimální model zařízení z hlediska výkonu, designu a dalších parametrů.

Deskový výměník tepla

Zařízení s deskami lze použít v různých průmyslových odvětvích, včetně potravinářství. Jeho použití je ekonomicky výhodné při pasterizaci mléka a šťáv, která probíhá ve třech krocích. Roztok ohřátý ve třetím stupni se používá jako horký nosič tepla pro ohřev v dalších dvou stupních. To umožňuje značné úspory zdrojů.

Deskové modely nejsou méně běžné při ohřevu nízkotlakou párou. Toto zařízení není vhodné pro provoz za podmínek vysokého tlaku kvůli vysoké pravděpodobnosti odtlakování těsnění mezi deskami.

Potrubí v potrubí

Zařízení s malou plochou pro výměnu tepla, které se používá pouze v nízkoenergetických instalacích pro přenos energie v prostředí s plynem a kapalinou.

Spirálové struktury

Zařízení se používají pro interakci pracovních prostředí „kapalina-kapalina“. Pára často působí jako prostředek.

Hlavní účel výměníku tepla: nízkotlaké kondenzátory. Pokud chladivo obsahuje pevné částice, vlákna a další nečistoty, instaluje se zařízení vodorovně, aby se zabránilo hromadění látek ve spodní části jednotky.

Elementární modely

Výměník tepla se skládá z několika sekcí spojených do jedné konstrukce. Aktivně se používá, když je nutné pracovat s vysokým tlakem nebo když nosiče tepla cirkulují stejnou rychlostí beze změny skupenství.

Zařízení pro plášťové a trubkové konstrukce

Zařízení, ve kterém se nosiče tepla pohybují potrubím a v mezitrubkovém prostoru. Pro zvýšení rychlosti procesu jsou k dispozici rošty a přepážky. Použití: průmysl a doprava pro vytápění, chlazení a kondenzaci plynných a kapalných médií.

Zkroucené nástroje

Jednotky se podílejí na separaci směsí plynů hlubokým ochlazováním ve vysokotlakých zařízeních. Jednou z hlavních konstrukčních vad je transformace vlivem teplotního namáhání.

Grafitové výměníky tepla

Toto je nepostradatelné zařízení v řadě podniků. Materiál zařízení je odolný vůči korozi a má vysokou tepelnou vodivost.

Závěr

Použití výměníků tepla v každodenním životě a průmyslu je ekonomicky opodstatněné díky řadě výhod. Jednotky zvyšují rychlost technologického procesu, zlepšují jeho účinnost a snižují spotřebu zdrojů.

Konkrétní model výměníku tepla si můžete vybrat pomocí tohoto odkazu: https://proteplo.org/raschet-teploobmennika.

Upraveno: 29.11.2018. 15. 16 35:XNUMX:XNUMX

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.