Vytápění Tepelné výměníky

Výukový materiál Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Číslo materiálu: 09_02_32_INOVACE_09

Tepelné výměníky Předmět: Vytápění Ročník: II. Jméno autora: Ing.Dagmar Poledňáková Škola: SPŠ Hranice Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.Dagmar Poledňáková. Financováno z ESF a státního rozpočtu ČR. Anotace : Prezentace objasňuje pojem tepelný výměník. Rozděluje různé druhy tepelných výměníků a popisuje jejich funkci. Slouží jako výukový materiál. Klíčová slova: teplonosná látka, teplosměnná plocha, ohřev

Tepelné výměníky Tepelný výměník je zařízení, které slouží k výměně tepelné energie mezi soustavami a objekty o různých parametrech. Výměníková stanice je součástí areálů továren a sídlišť. Zajišťuje distribuci tepla pro vytápění objektů a ohřev teplé vody. Je možné ji použít i pro oddělení různých typů soustav, např. dálkové vysokotlaké parní vedení se výměníkem naváže na nízkotlaké teplovodní vedení. Příkladem malého tepelného výměníku je například otopné těleso ústředního či etážového vytápění, který předává teplo z teplovodního nízkotlakého okruhu do prostředí bytu obsahujícího jiné médium, vzduch.

Tepelné výměníky Podle pracovního média se dají výměníky dělit do dvou základních skupin: ►beze změny fáze (např. výměník vzduch-vzduch, spaliny-voda, olej-voda) ►se změnou fáze (v nich dochází ke změně skupenství, tj. kondenzaci nebo odpaření, jedné látky, např. kondenzátor páry chlazený vodou). Podle konstrukce teplosměnné plochy jsou nejčastěji používány výměníky: ►deskové ►trubkové.

Tepelné výměníky Podle směru toku teplonosných látek můžeme tepelné výměníky rozdělit: ►Souproudé – obě teplonosné látky proudí stejným směrem ►Protiproudé – tekutiny předávající si teplo proudí v opačných směrech ►Křížové – směr teplonosných médií je na sebe kolmý V domácnostech se s výměníky setkáme u otopných soustav (kotel, radiátory), v chladničkách (výparník a kondenzátor) a v klimatizačních jednotkách. Ve většině automobilů pak s chladičem motoru a výměníkem pro topení kabiny.

Tepelné výměníky Podle pracovního média se dají výměníky dělit do dvou základních skupin: ►beze změny fáze (např. výměník vzduch-vzduch, spaliny-voda, olej-voda) ►se změnou fáze (v nich dochází ke změně skupenství, tj. kondenzaci nebo odpaření, jedné látky, např. kondenzátor páry chlazený vodou). V domácnostech se s výměníky setkáme u otopných soustav (kotel, radiátory), v chladničkách (výparník a kondenzátor) a v klimatizačních jednotkách. Ve většině automobilů pak s chladičem motoru a výměníkem pro topení kabiny.

Deskové výměníky tepla Deskové výměníky tepla jsou průtoková zařízení pro přenos energie mezi dvěma teplonosnými látkami. Díky jejich kompaktním rozměrům a vysokým hodnotám součinitelů prostupu tepla lze jednoduše přizpůsobovat výkonnost změnám provozních podmínek. Nacházejí stále nová uplatnění nejen v energetice, ale i v dalších oblastech např. chladírenské a klimatizační techniky, anebo v technologických a výrobních zařízeních chemického a potravinářského průmyslu.

Deskové výměníky tepla Princip deskového výměníku tepla Deskový výměník tepla se skládá ze sady desek, seřazených za sebou a stažených pomocí šroubů mezi hlavní a přítlačnou deskou. Každá z desek je opatřena těsněním, a tak je vytvořen systém dvou oddělených mezideskových prostorů - kanálů pro průtok primárního a sekundárního média.

Deskové výměníky tepla Cel á konstrukce výměn í ků je dobře patrn á z obrázku, kde je vidět sadu desek. Schéma průtoku prim á rn í ho a sekund á rn í ho m é dia je označeno šipkami. Každ é z nich proch á z í svým syst é mem kan á lů, tvořených utěsněnými mezideskovými prostorami. Např í klad prim á rn í m é dium vstupuje do pravé horn í př í ruby v pevn é nosn é desce a každým druhým mezideskovým prostorem prot é k á dolů, kde opou š t í výměn í k pravou doln í př í rubou. Sekund á rn í m é dium naopak z levé doln í př í ruby prot é k á svými mezideskovými kan á ly nahoru a vych á z í levou horn í př í rubou.

Deskové výměníky tepla Toto uspořádání je velice efektivní, protože obě média procházejí výměníkem přesně opačným směrem, jedná se tedy o dokonalý protiproud. Všechny desky jsou prolisovány tak, aby v proudícím médiu docházelo k intezívní turbulenci, čímž se zvyšuje přestup tepla. V zásadě je možno říci, že deskové výměníky tepla mají 3 až 5 krát vyšší účinnost než výměníky trubkové.

Výhody pájených deskových výměníků:  Vysoký součinitel přestupu tepla,  Malé rozměry při velkých tepelných výkonech,  Vysoká odolnost při změnách tlaků i teplot,  Výhodná cena v poměru k přenášenému výkonu,  Připojení z nerezové oceli,  Jednoduchá montáž i demontáž.

Příklady použití deskových výměníků:  Centrální vytápění  Příprava teplé užitkové vody  Systémy solárního a geotermálního ohřevu  Výměníky tepla v průmyslových technologiích  Kondenzátory a výparníky v tepelných čerpadlech  Kondenzátory a výparníky v chladících systémech  Chlazení v průmyslu

Válcové výměníky tepla Trubkový výměník tepla voda – voda Trubkové tepelné výměníky jsou především určeny k ohřívání protékající sekundární vody nižší teploty primární vodou o vyšší teplotě. Uplatnění naleznou zejména při ohřevu otopné vody pro vytápění a též při cirkulačním ohřevu teplé užitkové vody.

Válcové výměníky tepla Popis výrobku Výměník je složen z válcového pláště (1), který je vpředu opatřen odnímatelným víkem (4) a vzadu pevným dnem. Mezi přírubami pláště a víka je těsněním (3) sevřena trubkovnice (5), do které jsou zaválcovány teplosměnné trubky, ohnuté do tvaru U (2).

Válcové výměníky tepla Trubkami ve tvaru U proudí primární teplonosná látka, která předává teplo sekundární tekutině, nacházející se ve válcové nádrži okolo trubkovnice. Předávací plocha válcových výměníků je poměrně malá, proto je toto jednoduché zařízení s malými tlakovými ztrátami vhodné pouze pro malé výkony.

Použité informační zdroje: Tajbr, V.: Vytápění pro 1. a 2.ročník učebního oboru instalatér. Praha: Sobotáles, ISBN Dm%C4%9Bn%C3%ADk a/AC_Shell_and_tube_exchanger.html