Výměník tepla pro vytápění je nejdůležitější součástí každého kotle. "Životnost" topné jednotky závisí na jejím výkonu. Podívejme se, který výměník pro topný systém zajistí efektivní fungování kotle a prodlouží jeho životnost.
Jaké jsou souhrnné hodnoty této kategorie?
Deskový výměník tepla pro vytápění je technicky složitý systém, který přenáší energii mezi horkou a studenou chladicí kapalinou. V praxi se k tomu používají kapaliny a páry, méně často plyny, pevné báze.
Jinými slovy, tepelný výměník pro vytápění je zařízení, které nemá vlastní zdroj tepla a jeho funkčnost je zajištěna energií, která pochází z centralizovaného topného systému. To znamená, že kotel nebo kamna do jednotek této kategorie z definice nepatří. Za příklady výměníku tepla však lze považovat lavici nebo štít, který odráží teplo spalin z kamen, protože ohřívají vzduch v místnosti.
Účinnost přenosu energie zde závisí na následujícím:
- Rozdíly teplot mezi prostředími (významný rozdíl způsobuje působivější přenos energie).
- Oblast kontaktu jednotlivých médií s tepelným výměníkem.
- Ukazatele tepelné vodivosti stavebních materiálů.
Výměník tepla pro teplou vodu z vytápění může být ve skutečnosti představován jakýmkoliv potrubím, které se používá k přenosu konkrétního pracovního média, které má teplotu odlišnou od teploty okolního prostoru.
Typy
Jedním z určujících kritérií při výběru výměníku tepla určitého plánu je nejen povaha chladicí kapaliny, ale také její kvalita. Pokud se předpokládá použití změkčené nebo chemicky čištěné vody jako pracovního média, je lepší dát přednost pájeným deskovým konstrukcím. Totéž platí pro použití chladicích kapalin, které nezanechávají žádné usazeniny na stěnách konstrukce, jako je alkohol, freon nebo etylenglykol.
Pokud jde o velkorozměrová topná tělesa, jako jsou kotelny, zde se nejčastěji můžete setkat s výměníkem na teplou vodu ze skládacího typu vytápění. Použití takových řešení lze vysvětlit přítomností nekvalitního pracovního prostředí, které se používá v sítích centralizovaného vytápění.
Jednoduchost konstrukce skládacích lamelových jednotek přispívá k jejich pohodlné údržbě, zejména rychlé demontáži připotřeba odstranit vodní kámen z vnitřních kanálů. Zároveň i nezkušení řemeslníci mohou vyměnit části takového výměníku tepla, ať už se jedná o příruby nebo ventily.
Podle způsobu přenosu energie je vhodné vyzdvihnout směšovací a plošný výměník tepla pro vytápění. První funguje na principu distribuce energie v přímém kontaktu mezi jednotlivými nosiči tepla. Druhý typ přenáší energii přes desky bez přímého kontaktu mezi pracovními médii.
Pokud je nutné použít výměník tepla pro vytápění jako prvek pro ohřev vody v bazénu nebo jako chladič v průmyslových instalacích, doporučuje se pro tento účel použít deskové a pájené jednotky. Takové konstrukce umožňují rychle dosáhnout nejúčinnějšího přenosu tepla mezi dvěma kapalinami.
Materiály
Výměník tepla pro vytápění domu může být vyroben z ocelových nebo litinových desek, spojených pájením měděnou nebo niklovou pájkou. Měděné pájené konstrukce jsou běžné v systémech centralizovaného vytápění. Systémy, jejichž prvky jsou spojovány pomocí niklu, se přitom používají především pro potřeby průmyslových oblastí a v případě potřeby i pro práci s chemicky agresivním prostředím.
Litina
Upřednostňujete-li litinové výměníky tepla, měli byste věnovat pozornost několika bodům:
- Dostatečně působivá hmotnost, kteráje třeba vzít v úvahu při vypracovávání projektu na uspořádání kotelny. Pokud jde o zavedení takových konstrukcí do topného systému soukromého domu, měl by se tento vyznačovat malým objemem sekcí, minimálním počtem kouřových kanálů, které se používají k pohybu spalovacích produktů.
- Litinové jednotky se vyznačují možností sekční přepravy v rozloženém stavu, což je vhodné pro instalaci a následnou údržbu.
- I přes váhu je materiál poměrně křehký. Během přepravy a instalace by se proto mělo zabránit mechanickým nárazům na konstrukční prvky. Dalším nebezpečím je teplotní šok. Pokud je do jednotky náhle umístěno velké množství studeného pracovního média, které nevychladlo, stěny výměníku tepla mohou prasknout.
- Litina je náchylná k mokré i suché korozi. První vzniká v důsledku vystavení materiálu kyselého kondenzátu. Druhý pomalu pokrývá povrch konstrukce ve formě filmu rzi, jak se používá. Protože tepelné výměníky pro vytápění soukromého domu vyrobené z litiny mají silné stěny, mohou tyto procesy trvat mnoho let.
- Takové systémy se dlouho zahřívají, ale extrémně pomalu se ochlazují, což výrazně snižuje spotřebu paliva a zvyšuje účinnost prostorového vytápění.
Ocel
Přítomnost ocelového „srdce“nevede k významnému zatížení systému. Proto je často vodní výměník tepla pro vytápění vyrobený z tohoto materiálupoužívá se k obsluze velkých oblastí.
Pokud jde o snadnost montáže ocelové konstrukce, konečná montáž na rozdíl od litinových jednotek probíhá v továrně. Jednodílný monoblok se do stísněné místnosti přivádí poměrně obtížně. Tovární montáž navíc komplikuje opravu a údržbu systému.
Instalovaný ocelový výměník tepla v ohřívací peci, který byl vážně poškozen, je téměř nemožné vrátit domů život. Buď se musíte uchýlit k úplné demontáži systému a poslat jej do průmyslové dílny k opravě, nebo se zbavit konstrukce výměnou.
Vodní výměník tepla pro vytápění vyrobený z oceli se přitom nebojí ani tepelného šoku, ani výrazného mechanického namáhání. Materiál má vysokou míru elasticity, a proto dobře zvládá náhlé změny teplot. Dlouhodobé vystavení extrémnímu chladu nebo horku však může způsobit malé praskliny ve svarech.
Pokud mluvíme o schopnosti odolávat korozi, ocelový výměník tepla podléhá pouze elektrochemickým vlivům. Zvláště rychle, při dlouhodobém kontaktu s agresivními médii, tenké stěny koroduje rez. Životnost systému lze přitom systematicky snižovat o 5 až 15 let. Na základě toho výrobci často pokrývají vnitřní stěny ocelových výměníků tepla litinou.
Systémy vyrobené z tohoto materiálu se téměř okamžitě zahřejí a stejně rychle vychladnou. I přes zjevnou pohodlnost v případě potřebyrychlé vytápění prostoru, tato vlastnost má nevýhodu, negativní stránku. Vliv únavy kovu v určitých částech konstrukce tak může vést k menšímu poškození.
Jak vypočítat výměník tepla?
Výpočty „udělej si sám“jsou jednou z nejčastějších otázek spotřebitelů. Ve skutečnosti je extrémně obtížné se s tímto úkolem vyrovnat, protože výrobci výměníků tepla se snaží skrýt tajemství svého vlastního vývoje před cizinci, včetně uživatelů.
Z výše uvedeného důvodu je obtížné zjistit skutečnou spotřebu energie na přenos tepla. Pokud je tento indikátor záměrně nízký, nebude účinnost výměníku tepla dostatečná pro splnění stávajících potřeb.
Pro zvýšení výkonu systému je často nutné instalovat objemné jednotky. Abychom však snížili počet použitých desek výměníku tepla, stačí použít speciální výpočtový program, který má každý seriózní výrobce topné techniky.
Výměníky tepla pro vytápění vlastníma rukama
Jak vytvořit efektivní design, který si poradí s funkcemi přenosu tepla vlastníma rukama? K tomu se stačí vrátit k definici, která je pro zařízení této kategorie typická. Ukazuje se, že k sestavení jednoduchého výměníku tepla stačí vzít kovovou trubkuurčitou délku, sviňte do kroužku a vložte do nádoby naplněné vodou.
Vyvedením výstupu a vstupu potrubí ven je možné získat funkční design, který bude ohřívat nebo chladit pracovní tekutinu v závislosti na stávající potřebě.
Vodoplášťový tepelný výměník
Kromě hadovitého systému si můžete vyrobit vlastní výměník tepla, známý jako „vodní plášť“. Takové systémy fungují na základě principu distribuce energie mezi několik uzavřených nádob umístěných v sobě.
Výměna tepla podle tohoto principu se úspěšně používá v malých kotlích na tuhá paliva. Navzdory obecné jednoduchosti konstrukce je nevýhodou takových systémů přítomnost relativně nízkého provozního tlaku, pro který jsou tyto jednotky navrženy. Výrobu výměníků tepla fungujících na principu „vodního pláště“by navíc měl provádět zkušený svářeč. Je poměrně problematické navrhnout a sestavit takový systém z improvizovaných materiálů bez odpovídajících dovedností.
Trubkový výměník tepla
Pravděpodobně nejobtížnější ze všech dostupných možností pro vlastní výrobu je systém zvaný „trubková deska“. Tato definice byla přiřazena domácím výměníkům tepla, které obsahují značné množství rozšiřujících se potrubních spojů.
Takové jednotky jsou prezentovány ve formě tří uzavřených kontejnerů. Dva z nich jsou umístěny na protilehlých okrajích konstrukce a spojenykovové vodiče pracovního média, které jsou na koncích takových nádob rozšířeny. Výměna tepla se provádí ve třetí - střední - části díky pohybu kapalného pracovního média mezi nádržemi potrubím.
Hledání alternativních řešení
Pokud neexistuje způsob, jak tepelný výměník sestavit sami pomocí výše uvedených metod, můžete zkusit najít materiály pro výrobu budoucího systému ve své vlastní skříni nebo na skládce. Například stará vyhřívaná tyč na ručníky by byla vynikajícím řešením pro vytvoření zařízení ve formě cívky. Bude fungovat i jakýkoli domácí radiátor, který neteče.
Pokud jde o použití radiátorů z autovařičů, ve skutečnosti je lze okamžitě použít jako topné těleso kombinací jednotlivých jednotek s adaptéry pro zvětšení teplosměnné plochy.
Na základě starého ohřívače vody lze vytvořit efektivní zařízení. V tomto případě ani nemusíte téměř nic předělávat.
Na konci
Jak vidíte, princip činnosti výměníků tepla je všude přibližně stejný. V závislosti na provozních podmínkách mohou takové jednotky pracovat jak pro ohřev, tak pro chlazení pracovního média: plynného, kapalného nebo pevného.
Při výběru továrního řešení hodně závisí na úkolech přiřazených výměníku tepla a v případě vlastní montáže na technické představivosti mistra.
