Výmenník tepla na vykurovanie je najdôležitejšou súčasťou každého kotla. „Životnosť“vykurovacej jednotky závisí od jej výkonu. Pozrime sa, ktorý výmenník tepla pre vykurovací systém zabezpečí efektívne fungovanie kotla a predĺži jeho životnosť.
Aké sú súhrnné hodnoty tejto kategórie?
Doskový výmenník tepla na vykurovanie je technicky zložitý systém, ktorý prenáša energiu medzi horúcou a studenou chladiacou kvapalinou. V praxi sa na to používajú kvapaliny a pary, menej často plyny, pevné zásady.
Inými slovami, výmenník tepla na vykurovanie je zariadenie, ktoré nemá vlastný zdroj tepla a jeho funkčnosť je zabezpečená energiou, ktorá pochádza z centralizovaného vykurovacieho systému. To znamená, že kotol alebo kachle podľa definície nepatria do jednotiek tejto kategórie. Za príklad výmenníka tepla však možno považovať lavicu alebo štít, ktorý odráža teplo spalín zo sporáka, pretože ohrieva vzduch v miestnosti.
Účinnosť prenosu energie tu závisí od nasledujúceho:
- Teplotné rozdiely medzi prostrediami (významný rozdiel spôsobuje pôsobivejší prenos energie).
- Oblasť kontaktu jednotlivých médií s výmenníkom tepla.
- Ukazovatele tepelnej vodivosti stavebných materiálov.
Výmenník tepla na teplú vodu z vykurovania môže predstavovať akékoľvek potrubie, ktoré sa používa na prenos konkrétneho pracovného média, ktoré má inú teplotu ako okolitý priestor.
Typy
Jedným z určujúcich kritérií pri výbere výmenníka tepla určitého plánu je nielen povaha chladiacej kvapaliny, ale aj jej kvalita. Ak sa predpokladá použitie zmäkčenej alebo chemicky čistenej vody ako pracovného média, je lepšie uprednostniť spájkované doskové konštrukcie. To isté platí pre použitie chladiacich kvapalín, ktoré nezanechávajú žiadne usadeniny na stenách konštrukcie, ako je alkohol, freón alebo etylénglykol.
Pri veľkých vykurovacích bodoch, akými sú kotolne, tu môžete najčastejšie vidieť výmenník tepla na teplú vodu zo skladacieho typu vykurovania. Použitie takýchto riešení možno vysvetliť prítomnosťou nekvalitného pracovného prostredia, ktoré sa používa v centralizovaných vykurovacích sieťach.
Jednoduchosť konštrukcie skladacích lamelových jednotiek prispieva k ich pohodlnej údržbe, najmä rýchlej demontáži pripotreba odstrániť vodný kameň z vnútorných kanálov. Zároveň aj neskúsení remeselníci môžu vymeniť časti takéhoto výmenníka tepla, či už sú to príruby alebo ventily.
Podľa spôsobu prenosu energie je vhodné vyzdvihnúť zmiešavací a plošný výmenník tepla na vykurovanie. Prvý funguje na princípe distribúcie energie v priamom kontakte medzi jednotlivými nosičmi tepla. Druhý typ prenáša energiu cez dosky bez priameho kontaktu medzi pracovnými médiami.
Ak je potrebné použiť výmenník tepla na ohrev ako prvok na ohrev vody v bazéne alebo ako chladič v priemyselných inštaláciách, odporúča sa na tento účel použiť doskové a spájkované jednotky. Takéto konštrukcie umožňujú rýchlo dosiahnuť najefektívnejší prenos tepla medzi dvoma kvapalinami.
Materiály
Výmenník tepla na vykurovanie domu môže byť vyrobený z oceľových alebo liatinových platní, spojených spájkovaním medenou alebo niklovou spájkou. Meďou spájkované konštrukcie sú bežné v centralizovaných vykurovacích systémoch. Zároveň systémy, ktorých prvky sú spojené pomocou niklu, sa používajú najmä pre potreby priemyselných oblastí a v prípade potreby aj pre prácu s chemicky agresívnym prostredím.
Liatina
Pri uprednostňovaní liatinových výmenníkov tepla by ste mali venovať pozornosť niekoľkým bodom:
- Dostatočne pôsobivá hmotnosť, ktoráje potrebné vziať do úvahy pri príprave projektu na usporiadanie kotolne. Pokiaľ ide o zavedenie takýchto štruktúr do vykurovacieho systému súkromného domu, tento by sa mal vyznačovať malým objemom sekcií, minimálnym počtom dymových kanálov, ktoré sa používajú na pohyb produktov spaľovania.
- Liatinové jednotky sa vyznačujú možnosťou sekčnej prepravy v rozloženom stave, čo je vhodné pre inštaláciu a následnú údržbu.
- Napriek hmotnosti je materiál dosť krehký. Preto by sa počas prepravy a inštalácie malo zabrániť mechanickým nárazom na konštrukčné prvky. Ďalším nebezpečenstvom je teplotný šok. Ak sa do jednotky, ktorá ešte nevychladla, náhle vloží veľké množstvo studeného pracovného média, steny výmenníka tepla môžu prasknúť.
- Liatina je náchylná na mokrú aj suchú koróziu. Prvý sa tvorí v dôsledku vystavenia materiálu kyslého kondenzátu. Druhý pomaly pokrýva povrch konštrukcie vo forme filmu hrdze, ako sa používa. Keďže výmenníky tepla na vykurovanie súkromného domu vyrobené z liatiny majú hrubé steny, tieto procesy môžu trvať mnoho rokov.
- Takéto systémy sa dlho zahrievajú, no ochladzujú extrémne pomaly, čo výrazne znižuje spotrebu paliva a zvyšuje účinnosť vykurovania priestorov.
Steel
Prítomnosť oceľového „srdca“nevedie k výraznému zaťaženiu systému. Preto je často vodný výmenník tepla na vykurovanie vyrobený z tohto materiálupoužíva sa na obsluhu veľkých plôch.
Pokiaľ ide o jednoduchosť inštalácie oceľovej konštrukcie, konečná montáž na rozdiel od liatinových jednotiek prebieha vo výrobnom závode. Jednodielny monoblok je dosť ťažké priniesť do stiesnenej miestnosti. Okrem toho montáž vo výrobe komplikuje opravu a údržbu systému.
Nainštalovaný oceľový výmenník tepla vo vykurovacej peci, ktorý bol vážne poškodený, je takmer nemožné priviesť späť k životu doma. Buď sa musíte uchýliť k úplnej demontáži systému a poslať ho do priemyselnej dielne na opravu, alebo sa zbaviť konštrukcie jej výmenou.
Vodný výmenník tepla na vykurovanie vyrobený z ocele sa zároveň nebojí ani tepelného šoku, ani výrazného mechanického namáhania. Materiál má vysokú mieru elasticity a preto dobre zvláda prudké zmeny teploty. Dlhodobé vystavenie extrémnemu chladu alebo teplu však môže spôsobiť malé trhliny vo zvaroch.
Ak hovoríme o schopnosti odolávať korózii, oceľový výmenník tepla podlieha iba elektrochemickým vplyvom. Obzvlášť rýchlo, pri dlhodobom kontakte s agresívnymi médiami, tenké steny koroduje hrdza. Životnosť systému je zároveň možné systematicky znižovať o 5 až 15 rokov. Na základe toho výrobcovia často pokrývajú vnútorné steny oceľových výmenníkov tepla liatinou.
Systémy vyrobené z tohto materiálu sa takmer okamžite zahrejú a rovnako rýchlo aj vychladnú. Napriek zjavnému pohodliu v prípade potrebyrýchle vykurovanie priestoru, táto vlastnosť má nevýhodu, negatívnu stránku. Vplyv únavy kovu v určitých častiach konštrukcie teda môže viesť k menšiemu poškodeniu.
Ako vypočítať výmenník tepla?
Urob si svojpomocne výpočty sú jednou z najčastejších otázok spotrebiteľov. V skutočnosti je mimoriadne ťažké zvládnuť túto úlohu, pretože výrobcovia výmenníkov tepla sa snažia skryť tajomstvá vlastného vývoja pred cudzími ľuďmi vrátane používateľov.
Z vyššie uvedeného dôvodu je ťažké zistiť skutočnú spotrebu energie na prenos tepla. Ak je tento ukazovateľ zámerne nízky, účinnosť výmenníka tepla nebude dostatočná na uspokojenie existujúcich potrieb.
Na zvýšenie výkonu systému je často potrebné inštalovať objemné jednotky. Aby sme však znížili počet použitých dosiek výmenníka tepla, stačí použiť špeciálny výpočtový program, ktorý má každý seriózny výrobca vykurovacích zariadení.
Výmenníky tepla na vykurovanie vlastnými rukami
Ako vytvoriť efektívny dizajn, ktorý zvládne funkcie prenosu tepla vlastnými rukami? K tomu sa stačí vrátiť k definícii, ktorá je typická pre zariadenia tejto kategórie. Ukazuje sa, že na zostavenie jednoduchého výmenníka tepla stačí vziať kovovú rúrkuurčitej dĺžky, zviňte ho do krúžku a vložte do nádoby naplnenej vodou.
Vyvedením výstupu a vstupu potrubia von je možné získať funkčný dizajn, ktorý bude ohrievať alebo chladiť pracovnú kvapalinu v závislosti od existujúcej potreby.
Výmenník tepla s vodným plášťom
Okrem hadovitého systému si môžete vyrobiť vlastný výmenník tepla, známy ako „vodný plášť“. Takéto systémy fungujú na princípe distribúcie energie medzi niekoľkými uzavretými nádobami umiestnenými v sebe.
Výmena tepla podľa tohto princípu sa úspešne používa v malých kotloch na tuhé palivá. Napriek všeobecnej jednoduchosti konštrukcie je nevýhodou takýchto systémov prítomnosť relatívne nízkeho prevádzkového tlaku, pre ktorý sú tieto jednotky navrhnuté. Okrem toho by mal výrobu výmenníkov tepla fungujúcich na princípe "vodného plášťa" vykonávať skúsený zvárač. Je dosť problematické navrhnúť a zostaviť takýto systém z improvizovaných materiálov bez príslušných zručností.
Rúrkový výmenník tepla
Pravdepodobne najťažšou zo všetkých dostupných možností pre vlastnú výrobu je systém nazývaný „trubková doska“. Táto definícia bola priradená domácim výmenníkom tepla, ktoré obsahujú značné množstvo rozširujúcich sa potrubných spojov.
Takéto jednotky sú prezentované vo forme troch zapečatených kontajnerov. Dva z nich sú umiestnené na protiľahlých okrajoch konštrukcie a spojenékovové vodiče pracovného média, ktoré sú na koncoch takýchto nádob rozšírené. Výmena tepla sa uskutočňuje v tretej - strednej - časti v dôsledku pohybu kvapalného pracovného média medzi nádržami cez potrubia.
Hľadanie alternatívnych riešení
Ak neexistuje spôsob, ako svojpomocne zostaviť výmenník tepla pomocou vyššie uvedených metód, môžete sa pokúsiť nájsť materiály na výrobu budúceho systému vo vlastnej skrini alebo na skládke. Napríklad starý vyhrievaný držiak na uteráky by bol vynikajúcim riešením na vytvorenie zariadenia vo forme cievky. Fungovať bude aj každý radiátor v domácnosti, ktorý netečie.
Pokiaľ ide o použitie radiátorov z autosporákov, v skutočnosti ich možno okamžite použiť ako vykurovacie teleso spojením jednotlivých jednotiek s adaptérmi na zväčšenie teplovýmennej plochy.
Na základe starého ohrievača vody je možné vytvoriť efektívne zariadenie. V tomto prípade dokonca nemusíte takmer nič prerábať.
Na konci
Ako vidíte, princíp činnosti výmenníkov tepla je všade približne rovnaký. V závislosti od prevádzkových podmienok môžu takéto jednotky pracovať ako na ohrev, tak aj na chladenie pracovného média: plynného, kvapalného alebo pevného.
Pri výbere výrobného riešenia veľa závisí od úloh priradených výmenníku tepla a v prípade vlastnej montáže od inžinierskej predstavivosti majstra.
