Pri výbere nového kotla je jednou z dôležitých otázok jeho životnosť. Výmenník tepla je veľmi namáhaný diel kotla. Jeho úlohou je odovzdať energiu zo spaľovania zemného plynu vykurovacej vode. Jeho činnosť má vplyv na účinnosť kotla a v konečnom dôsledku na spotrebu plynu.
Materiály výmenníkov tepla
Najčastejšími materiálmi, z ktorých sa výmenníky vyrábajú, sú najmä nerezová oceľ a zliatina hliníka s kremíkom.
Výhody hliníkovo-kremíkových zliatin
Výmenníky tepla v kotloch značky Buderus sú robustné odliatky zliatiny Al-Si (hliníka a kremíka). Materiál výmenníka tepla sa dá ideálne tvarovať odlievaním do formy. Práve ideálnym tvarom tepelného výmenníka kotla je možné dosiahnuť optimálnu prevádzku.
Pri tepelných zariadeniach je veľmi dôležitým parametrom i tepelná vodivosť, čiže ako rýchlo sa šíri v materiáli teplo. Tu hliník opäť jednoznačne vedie: jeho vodivosť, podobná materiálu zlato je až trikrát vyššia ako pri oceli.
Obrovskou výhodou je tu „tepelná pružnosť“ materiálu. Vďaka nej môžeme kotol odstaviť z prevádzky pri maximálnom výkone, nestane sa mu nič. A keďže nemá zvary ako nerez, pri vychladzovaní ani neťuká.
Ďalším zo sledovaných parametrov je hmotnosť. Malý príklad z fyziky: hmotnosť kocky 10×10×10cm z ocele je 7,8 kg. Kocka rovnakých rozmerov z hliníka však iba 2,3 kg. Všetky tieto skvelé vlastnosti hliníka ako materiálu výmenníka tepla, si pred mnohými rokmi uvedomili okrem výrobcov kotlov i napríklad výrobcovia osobných či pretekárskych automobilov.
Nevýhody zváraných konštrukcií
Nahradenie odliatku zváranou oceľovou (nerezovou) konštrukciou, nie je ideálnym riešením, keďže práve vo zvaroch sú materiály náchylné na poškodenie. Preto majú zvárané výmenníky obmedzený počet štartov kotla za hodinu, aby sa zvary priveľmi nenamáhali a nedošlo k ich prasknutiu.
Životnosť a spoľahlivosť výmenníkov
Priemerná životnosť plynového kotla je vo všeobecnosti stanovená na obdobie približne 15 rokov. Z praxe vieme, že životnosť výmenníka tepla zo zliatiny Al-Si, pri dodržaní prevádzkových podmienok, je viac ako 20 rokov.
Značka Buderus pôsobí na slovenskom trhu už vyše dve desaťročia a prvé nástenné kotly predané pri vzniku spoločnosti na Slovensku sú ešte stále v prevádzke. Čo sa týka ich kazovosti, podľa našich štatistík na cca. 30 000 predaných kusov pripadá menej ako 3% vymenených výmenníkov. Najväčšie percento chybných kusov však nebolo poškodených pre nekvalitu materiálu, ale nedostatočnou starostlivosťou o kotol.
Všetky plynové kondenzačné kotly značky Buderus používajú výmenníky tepla zo zliatiny Al-Si. Dbáme na každý detail už od výberu vstupných materiálov až po výrobu, aby sme zaistili najvyššie štandardy spoľahlivosti a bezpečnosti.
Typy výmenníkov tepla a ich použitie
Výmenník tepla je pasívne zariadenie používané v kúrenských systémoch na zvýšenie účinnosti a zabezpečenie bezpečnej prevádzky zariadení.
Doskové výmenníky tepla
V súčasnosti väčšina inštalácií v bytových a prevádzkových budovách pracuje v tzv. uzavretom okruhu, čo znamená, že nie sú vybavené preplňovacím zásobníkom. Inštalácia doskového výmenníka tepla umožňuje vytvorenie dvoch okruhov - prvý okruh s kotlom, preplňovacím zásobníkom a krátkou inštaláciou, druhý okruh so zásobníkom na vodu (bojlerom) a odbermi tepla (radiátormi). Týmto zariadenie funguje ako spojka a chráni pred prehriatím vody v celej inštalácii.
Doskové výmenníky sú často používanými riešeniami pre pripojenie kotlov na centrálne kúrenie. Tento typ výmenníka sa vyznačuje veľkou výmennou plochou, čo prispieva k zvýšeniu účinnosti vykurovania.
Na trhu sú k dispozícii rôzne typy kotlov napájaných tuhým alebo kvapalným palivom, ktoré možno pripojiť pomocou výmenníka doskového. Jeden z najobľúbenejších typov sú kotly na uhlie a drevo v podobe s podávačom alebo s palivom ručne nakladaným pomocou lopaty. Bežným riešením je aj olejový kotol - aj keď vyžaduje pravidelnú údržbu, je efektívnym riešením často používaným v veľkých budovách. Okrem toho sú k dispozícii aj kotly na biomasu (vrátane pelletových), ktoré sú ekologickým a úsporným riešením.
Doskový výmenník tepla pre kotol na pelety je zariadenie, ktoré sa používa v centrálnej kúrenia v prípadoch, keď je potrebné oddeliť dva tepelné okruhy, napríklad kotla na otvorenom okruhu a uzavretej kúrenia. V dôsledku činnosti zariadenia dochádza k priamemu, bezdotykovému výmenníku tepla medzi týmito okruhmi.
Výmenník tepla je zložený z radu oceľových dosiek spojených medzi sebou spájkovaním alebo skrutkovaním, medzi ktorými prechádza tepelný nosič. Správne zahnutá povrchová štruktúra dosiek výmenníka výrazne zvyšuje jeho účinnosť a zároveň umožňuje redukciu jeho rozmerov. Špeciálne otvory na doskách umožňujú prúdenie pracovného média v správnom smere.
Spôsob fungovania výmenníkov pre centrálne kúrenie spočíva v prenášaní tepelnej energie medzi prostriedkami s rôznou teplotou. Materiál použitý na výrobu doskových výmenníkov tepla účinne prenáša teplo od prostriedka s vyššou teplotou k prostriedku s nižšou teplotou. V dôsledku činnosti výmenníka pre centrálne kúrenie dochádza k prenosu tepla z horúcej tekutiny v kotli na tekutinu s nižšou teplotou na strane inštalácie.
Doskové výmenníky tepla majú prestupný koeficient až 10x vyšší ako rúrkové výmenníky a odovzdávací výkon týchto výmenníkov môže byť až v rádoch stoviek kilowatov. Doskové výmenníky tepla nemožno použiť ako integrované, z čoho plynie aj ich nevýhoda - je nutné použiť obehové čerpadlo ako na vykurovaciu stranu, tak aj na ohrievanú. U integrovaných rúrkových výmenníkov je obehové čerpadlo obvykle potrebné iba jedno.
Obrovskou výhodou týchto výmenníkov je veľká variabilnosť vo veľkostiach a typoch vyhotovenia, možnosť navrhnúť výmenník i na extrémne malý teplotný spád (maximálny zisk solárneho systému) a odovzdanie veľkého vykurovacieho výkonu (prietoková príprava ohriatej pitnej vody, CZT, veľkoplošný solárny systém, a pod.).
Doskové výmenníky pre tepelné čerpadlá z tejto kategórie slúžia na spojenie systémov tepelného čerpadla s centrálneho vykurovacieho systému. Doskové výmenníky tepla dostupné na Nordictec-shop.sk sa vyznačujú veľmi dobrými parametrami prietoku, energetickou účinnosťou a spoľahlivosťou. Vďaka tomu môžu byť použité v malých aj veľkých tepelných čerpadlách, za predpokladu správneho výberu. Použitie našich ponúkaných platnicových výmenníkov umožňuje optimalizáciu systému s relatívne najnižšou možnou stratou na výmenníku tepla, ktorá sa v podstate pri funkčnom systéme zníži až pod 1 °C.
Výmenník tepelného čerpadla je zodpovedný za výmenu tepla medzi médiom vo vnútri zariadenia a médium, ktoré je do neho privádzané v obehu. Vzhľadom na to, že doskové výmenníky pre tepelné čerpadlá sú vyrobené z radu spojených, tenkých oceľových dosiek, tepelná energia je účinne prenášaná medzi dvoma obehami bez potreby ich vzájomného miešania sa. Tepelná energia generovaná tepelnou pumpou je efektívne prenášaná do tepelných spotrebičov (radiátory, podlahové kúrenie) alebo je využívaná na ohrev teplej spotrebovej vody. Takým spôsobom doskový výmenník tepla umožňuje pripojenie tepelného čerpadla do systému s možnosťou prevádzky s glykolom - bez nutnosti zaliať celý systém glykolom (čo by bolo nákladné a nevhodné). Ak sa rozhodneme prevádzkovať tepelné čerpadlo s vodou bez prídavku glykolu, výmenník plní funkciu ochrany čerpadlového systému pred inštaláciou (ktorá napríklad produkuje nečistoty a vodný kameň v dôsledku prevádzky v otvorenom systéme). V takom prípade plní výmenník aj určitú úlohu podobnú hydraulickému vyrovnávaču, keďže vytvára dva nezávislé systémy namiesto jedného rozsiahleho systému - ovplyvňuje vyrovnávanie tlakov a teplôt v celom systéme.
Doskový výmenník pre tepelné čerpadlo je pohodlným riešením pre každého, kto si váži pohodlného vykurovania v obytnom dome. Tento typ výmenníka sa vyznačuje vysokou účinnosťou a trvanlivosťou (až 10 - 15 rokov prevádzky). Vďaka špeciálnemu dizajnu zaisťuje rýchlu, efektívnu a účinnú výmenu tepla. Veľkou výhodou doskového výmenníka tepla je aj jeho malé rozmery a ľahká konštrukcia, čo výrazne uľahčuje inštaláciu. Tieto aspekty robia doskový výmenník pre tepelné čerpadlo veľmi populárnym riešením v oblasti HVAC, čo umožňuje úsporu času, peňazí a poskytuje vynikajúce výsledky.
Rúrkové výmenníky tepla
Rúrkové tepelné výmenníky sú jednoduché zariadenia zostávajúce z jednej alebo viacerých stočených rúrok, kde prestupnú plochu tvorí vonkajší plášť tejto rúrky. Typickým príkladom týchto výmenníkov sú integrované tepelné výmenníky v zásobníkoch ohriatej pitnej vody alebo v akumulačných nádržiach. Bohužiaľ majú nízky prestupný koeficient, čo znamená, že pre odovzdávanie i relatívne malého výkonu potrebujú veľkú prestupnú plochu. Preto sa tieto výmenníky používajú v systémoch, ktoré pracujú maximálne v rádoch niekoľkých desiatok kilowat a zároveň nie je požiadavka na malý teplotný rozdiel medzi vykurovacou a ohrievanou kvapalinou.
Rúrkové výmenníky s rebrami
Slúžia na ohrev alebo chladenie okolitého vzduchu, napríklad ako sériovo vyrábané chladiče.
Faktory ovplyvňujúce výber výmenníka tepla
Výber výmenníka závisí od aplikácie a požiadaviek na účinnosť, tlak alebo odolnosť voči prostrediu.
Parametre výberu
- Výkon: zariadenie musí byť prispôsobené podmienkam, v ktorých pracuje. V prípade vykurovacích systémov je najdôležitejšie, akým kotlom disponujeme.
- Teplota prevádzky: dôležitá je teplota zdroja tepla, ktorá bude mať význam pre správny výber.
- Materiál vykonania: tento parameter definuje možnosti výmenníka.
- Použitie: pred nákupom je potrebné venovať pozornosť tomu, na aké použitie upozornil výrobca daného výmenníka v karte produktu. Je potrebné sa uistiť, či daný model je určený pre inštaláciu centrálneho kúrenia, tepelných čerpadiel, solárnych kolektorov, komínov s vodným plášťom alebo pre inštalácie ventilácie a klimatizácie.
Konečný výber výmenníka tepla pre kotly by mal byť závislý od užívateľských parametrov konkrétneho vykurovacieho systému a toho, na čo bude slúžiť. Iný model si vyberieme v prípade malých kotlov a iný v prípade kotlov s veľkým výkonom. Dôležitý je tiež typ koncových zariadení - iný výmenník tepla sa hodí pri podlahovom kúrení a iný pri vykurovaní bytu pomocou veľkých panelových radiátorov.
Špecifické aplikácie a riešenia
Centrálne zásobovanie teplom (CZT)
Tepelné výmenníky sa využívajú na odovzdávanie tepla všade tam, kde nie je možné odovzdávať teplo priamo zo zdroja do spotrebiča. Typickými príkladmi sú odlišné teplonosné látky (nemrznúca kvapalina - voda, vykurovacia voda - teplá voda, centrálne zásobovanie teplom - vykurovacia voda v objekte, a pod.) alebo odlišné tlakové pomery v jednotlivých okruhoch (centrálne zásobovanie teplom až 20 bar - vykurovacia sústava max. 10 bar).
Keďže v žiadnom tepelnom výmenníku nemožno dosiahnuť 100% termickej účinnosti - existuje vždy väčší či menší teplotný rozdiel medzi vstupnou vykurovacou kvapalinou a výstupnou ohrievanou kvapalinou. Typický príklad takejto závislosti je napríklad solárny systém alebo tepelné čerpadlo. Ak sa do vykurovacieho systému s týmito úspornými zdrojmi inštaluje tepelný výmenník, ktorý nie je dostatočne veľký, nestačí energiu odovzdávať, do zdrojov sa potom vracia vyššia teplota kvapaliny a núti ich pracovať pri vyššej teplote ako by mohli.
Tepelné čerpadlá
Tepelné čerpadlá sa na Slovensku a v Českej republike stále populárnejšie. Sú pohodlné na používanie, ekologické a energeticky úsporné, umožňujú využívanie energie z obnoviteľných zdrojov (napríklad fotovoltaických panelov) na vykurovanie. Tepelné čerpadlá fungujú opačne ako prirodzený prenos tepla v prírode, prenášajú energiu z prostredia s nižšou teplotou do prostredia s vyššou teplotou. V závislosti od typu môžu čerpať energiu z vzduchu, vody alebo pôdy.
Doskový výmenník pre tepelné čerpadlo je pohodlným riešením pre každého, kto si váži pohodlného vykurovania v obytnom dome. Tento typ výmenníka sa vyznačuje vysokou účinnosťou a trvanlivosťou (až 10 - 15 rokov prevádzky). Vďaka špeciálnemu dizajnu zaisťuje rýchlu, efektívnu a účinnú výmenu tepla.
Údržba a ochrana výmenníkov
Pri výbere výmenníka je dôležité zohľadniť aj materiálové zloženie spájok. Odporúčaná je strieborná spájka s obsahom minimálne 30% striebra, väčšina je z AISI 316. Destilovaná voda („hladná voda“) je korozívna voči medenej spájke.
Riešenia pre staršie systémy zahŕňajú:
- Použitie výmenníka s niklovou spájkou alebo celonerezového výmenníka.
- Dávkovanie inhibítora korózie (napr. na ochranu pred železom a mangánom z hrdzavých vykurovacích telies).
- Galvanická korózia uvoľňuje železo - spoje medzi železom a meďou by preto mali byť plošne utesnené.
Ďalšie kroky pre staršie systémy:
- Kontrola kvality vykurovacej vody.
- Výmena alebo úprava vody.
- Použitie inhibítora korózie.
Účinky korózie sa zvyšujú s rastúcou teplotou média. Doskové výmenníky z nerezovej ocele AISI 316, tvrdo spájkované meďou, sú odolné voči korózii v bežných podmienkach. Vyššia teplota zvyšuje koróziu.
Uhličitan vápenatý a horečnatý spôsobujú tvrdosť vody. Čistenie výmenníka sa vykonáva obehovým čerpadlom dvojnásobným prúdom v opačnom smere, než aký je bežný počas prevádzky. Zastavujte a znovu spúšťajte prívod, aby sa nečistoty uvoľnili.
Profesionálny predaj a poradenstvo
Internetový obchod Nordictec-shop.sk ponúka široký výber výmenníkov tepla pre kotly centrálneho kúrenia, ktoré sú prispôsobené rôznym palivám. V ponuke obchodu nájdete napríklad výmenníky tepla pre kotly na ekohruškovité uhlie, uhlie, drevo a pelety. Tieto zariadenia umožňujú dosiahnuť maximálnu účinnosť kotla, čo sa prejavuje v nižších nákladoch na kúrenie domu.
Obchod Nordictec-shop.sk zabezpečuje svojim zákazníkom profesionálne poradenstvo pri výbere najlepšieho výmenníka tepla pre kotol a bezplatné doručenie na celom území krajiny. Sortiment obchodu zahŕňa aj výmenníky tepla vhodné pre iné aplikácie, ako sú výmenníky pre plynové, elektrické a elektródové kotly, tepelné čerpadlá, kozuby a domáce pivovarníctvo.
Ak máte problém s výberom vhodného modelu doskového výmenníka, pred rozhodnutím sa obráťte na skúsených odborníkov z Nordictec-shop.sk.
tags: #oddelovaci #vymennik #ku #kotlu