Teplonosné látky Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Jaroslav Dufka Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. www.zlinskedumy.cz

Charakteristika DUM Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /1 Autor Ing. Jaroslav Dufka Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-In-Vy/3–SO-2/2 Název DUM Teplonosné látky Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání Kód oboru RVP 36-52-H/01 Obor vzdělávání Instalatér Vyučovací předmět Vytápění Druh učebního materiálu Výukový materiál Cílová skupina Žák, 17 – 18 let Anotace Výukový materiál je určený k výuce učitelem, případně jako materiál pro samostudium. Náplň: Druhy teplonosných látek, jejich vlastnosti, změkčování a filtrace vody Vybavení, pomůcky Dataprojektor Klíčová slova Voda, pára, úprava vlastností, filtr, inhibitor, parovod Datum 14. 1. 2013

Teplonosné látky Náplň výuky: Druhy teplonosných látek Voda Změkčování vody Filtrace vody Inhibitory pro vodu Pára Parovody

Druhy teplonosných látek V soustavách dálkového vytápění a centralizovaného zásobování teplem se používají jako teplonosné látky pára a voda. V potrubí primárního okruhu, který vede od teplárny nebo výtopny do výměníkové stanice, proudí pára nebo horká voda. V poslední době se stále častěji mění parní rozvodné sítě na horkovodní. Pára má teplotu v rozmezí 130 – 180 °C. Horká voda má teplotu 110 – 130 °C, dříve bývala teplota vody i vyšší, ale úsporná opatření a regulační technika tuto teplotu snižují. Pára i voda musí mít správnou kvalitu, aby byl provoz bezporuchový a hospodárný. Ve výtopných, teplárnách i výměníkových stanicích se vedou deníky, do kterých se zapisuje provoz, kvalita teplonosných látek a další údaje.

Voda Kvalita vody v otopné soustavě je rozhodující pro bezporuchový chod topného systému. Kvalitou vody se zabývají normy ČSN EN 12953-10 a norma ČSN 07 7401, která je závazná pro teplovodní systémy do 115 °C o výkonu vyšším než 60 kW. Nejdůležitější parametry vody pro otopné soustavy jsou tvrdost, kyselost a obsah rozpuštěných plynů ve vodě. Špatná kvalita vody může způsobit škody na otopné soustavě za velké peníze. Odstraňování škod je nejen drahé, ale i časově náročné. O kontrole kvality vody se píší zápisy, kvalita se kontroluje pravidelně. Ve výtopnách a výměníkových stanicích je tzv. katexové hospodářství. V něm jsou chemikálie, kterými se upravuje kvalita vody tak, aby odpovídala požadavkům příslušných norem.

Voda Provoz teplovodních soustav bez vhodné úpravy vody přináší problémy s korozí použitých materiálů a zarůstáním potrubí a výměníků vodním kamenem. Proto je třeba topnou vodu při její výrobě upravovat. Voda upravuje nejčastěji kombinací těchto technologií úpravy vody: - změkčování vody - filtrace mechanických nečistot - dávkování inhibitorů koroze a látek zamezující tvorbě pevných nánosů - dávkování přípravků na odstranění kyslíku z vody Výběr vhodné technologie úpravy vody v topných systémech je individuální a závisí na kvalitě vstupní surové vody a místních provozních podmínkách.

Změkčování vody Hořečnaté a vápenaté soli rozpuštěné ve vodě způsobují její tvrdost. Tyto soli tvoří prakticky nerozpustné uhličitany. Vodní kámen se vylučuje převážně na výměníkové ploše plynového kotle. Vytváří kompaktní tepelně izolační vrstvu, která snižuje jeho celkový výkon. Vrstva se později rozpadá a kusy vodního kamene se dostanou do oběhové vody. Postupně ucpávají jak kotel, tak regulační ventily. Během tvorby vodního kamene se uvolňuje kysličník uhličitý, který způsobuje zavzdušnění systému a za příznivých podmínek i plošnou korozi. Navíc je nutné doplnit chybějící vodu, která je převážně neupravená a opětně zanáší do systému nežádoucí částice. Pokud má voda tvrdost vyšší než 5 stupňů, doporučuje se nainstalovat změkčovač vody. Pomocí katexové technologie jsou trvale odstraněny soli vápníku a hořčíku a tím je zamezeno vytváření vodního kamene.

Obr. 1: Průmyslové změkčovače vody

Filtrace Vyrábějí se z PVC v dimenzích: Voda v otopných soustavách dálkového vytápění musí projít také filtrací, která zajišťuje odstraňování mechanických nečistot. K těmto účelům se používají potrubní lapač nečistot. Vyrábějí se z PVC v dimenzích: ø 16 – 63 mm k lepení se šroubením ø 75 – 110 mm hrdla k lepení a výměnná sítka mají velikosti ok 0,3 – 0,9 mm nebo se vyrábějí z PP v dimenzích: ø 20 – 63 mm k navaření se šroubením ø 75 – 110 mm hradla k navaření a výměnná sítka mají velikosti ok 0,3 – 0,5 mm

Obr. 2: Průmyslové filtry pro čištění vody v otopných soustavách, vlevo filtr s výměnnou vložkou, vpravo sada filtrů s omyvatelnou vložkou

Inhibitory

Siřičitany

Pára Pára má tři základní stavy. Ty souvisí s obsahem vody, tlakem a teplotou. Proto se používají pojmy pára sytá, mokrá a přehřátá. Sytá pára má při daném tlaku přesně definovanou teplotu a je to vlastně stabilní stav páry o určitém tlaku. To je jedna z velkých výhod páry. Pokud se podaří udržet stálý tlak a dokonale odvodnit páru na vstupu do spotřebiče, lze říci, že budeme mít přesně definovanou teplotu ve spotřebiči. Mokrá pára má určitý podíl vody ve svém objemu. Tato pára je parovody přiváděna ke spotřebičům. Pro spotřebiče i pro rozvody páry znamená mokrá pára nebezpečí, protože kapičky vody, unášené parou, mají značně abrazivní (obrušující) účinky, násobené ještě částečkami materiálu, které byly abrazí "odděleny" z potrubí a armatur dříve. Tuto abrazivní činnost mokré páry lze pozorovat na demontovaném parním potrubí, kde rovné kusy na svém vnitřním povrchu mají patrné stopy koroze ocelového materiálu. Kolena a ohyby potrubí mají vnitřní povrch na straně proti směru toku páry jako nový a při delším provozu potrubí je jasně viditelný úbytek materiálu.

Pára Vyloučená voda v objemu páry má nižší tepelný obsah (při měření spotřeby páry objemovou metodou to znamená finanční ztráty), znamená problémy při redukci tlaku páry, při regulaci výkonu parních spotřebičů a v neposlední řadě i při odvodu kondenzátu z parních spotřebičů. Přehřátá pára neobsahuje vody v objemu a má teplotu nad mezí sytosti. Vzniká dalším zahříváním páry nad mez sytosti. To, že neobsahuje vodu, je její výhodou, protože odpadají výše popsané potíže při jejím přenosu i spotřebě. Při slabé nebo porušené tepelné izolaci potrubí parního rozvodu se přehřátá pára ochlazuje a ztrácí své přehřátí. Za jistých okolností může docházet i k jevu opačnému, to znamená k přehřívání páry při jejím rozvodu.

Pára Nízkotlaká pára je pára do přetlaku 0,7 bar. Tomu odpovídá teplota 115 °C na mezi sytosti. Je používána například ve starších soustavách k přímému vytápění parou. Pára středotlaká je to pára o přetlaku do 16 bar, čemuž odpovídá teplota 204,3 °C na mezi sytosti. Tato pára se používá v městských rozvodech i ve většině průmyslových parovodů. Pára vysokotlaká je pára o tlaku nad 16 bar. Využívá se hlavně ve výrobě elektřiny, nebo v některých průmyslových aplikacích, kde to je nutné z technologických důvodů. Ve vytápění se nejčastěji setkáme s parou mokrou. Se špatnou suchostí páry je nutno počítat při návrzích spotřebičů, například předávacích stanic pára – voda, a důsledně navrhovat odvodnění páry před jejím měřením, redukcí, regulací, případně před vstupem do spotřebičů.

Parovody Parovody jsou trubní rozvody od zdroje ke spotřebičům mají za úkol přenos tepelné energie z místa její výroby do míst její spotřeby. Při přenosu energie je nutné omezit na minimum ztráty a energii dopravit pokud možno s takovými parametry, s jakými byla vyrobena. Pára se pohybuje vlastní pohybovou energií. Na rozdíl od vodních tepelných sítí, potřeba přídavné energie, tj. není nutno dodáním elektrické energie zajišťovat práci dopravních čerpadel. Energie páry se snižuje vlivem tlakových ztrát v potrubí. V průběhu přenosu páry však dochází nejen k tlakovým, ale i k tepelným ztrátám v potrubí. Ztráta tlaku páry je dána součtem tlakových ztrát třením a tlakových ztrát způsobených vřazenými odpory v potrubí. Jsou to kolena, odbočky, kompenzátory atd.

Parovody Ochlazením páry vzniká kondenzát. Má teplotu jen o málo nižší, než je teplota páry v parovodu. V některých případech nutno použít chladiče kondenzátu. Je to tehdy, když se používá pro přepravu kondenzátu potrubí z PP. Rychlost páry v potrubí dálkového vytápění se pohybuje v rozmezí 20 až 50 m.s-1. Čím větší průměr potrubí, tím vyšší rychlost je možno volit. Pokud by však byla rychlost příliš vysoká, mohla by se snížit životnost potrubních sítí, úbytek stěn potrubí. Důsledkem by bylo přehřátí páry v místě spotřeby a z toho plynoucí náklady na spotřebič apod.

Kontrolní otázky: Jaké druhy teplonosných látek se používají v soustavách dálkového vytápění? Co ovlivňuje kvalitu vody? Čím je způsobena tvrdost vody? Jaký důsledek má tvrdost vody? Jaký druh páry se používá pro dálkové vytápění nejčastěji?

Seznam obrázků: Obr. 1: anonym, [vid. 10. 1. 2013], dostupné z: http://deto.cz/produkty/zarizeni-na-upravu-vody-zmekcovace-blokove-upravny/zmekcovace/automaticke-zmekcovaci-filtry-jednoduche#AF Obr. 2: anonym, [vid. 10. 1. 2013], dostupné z: http://deto.cz/produkty/zarizeni-na-upravu-vody-zmekcovace-blokove-upravny/zmekcovace/automaticke-zmekcovaci-filtry-jednoduche#AF

Seznam použité literatury: [1] anonym, firemní web Kowa, s.r.o., [vid. 10. 1. 2013], dostupné z: http://www.kowa.cz/uprava-vody/verejne-sluzby/skolstvi/topna-voda/topna-voda-davkovani-inhibitoru-koroze-a-latek-zamezujici-tvorbe-pevnych-nanosu [2] anonym, firemní web e-voda, [vid. 10. 1. 2013], dostupné z: http://www.e-voda.cz/clanek/79/uprava-vody-topnych-systemu [3] anonym, firemní web Deto, s.r.o., [vid. 10. 1. 2013], dostupné z: http://deto.cz/produkty/zarizeni-na-upravu-vody

Děkuji za pozornost 