Výměník tepla v topném systému, nezávislý topný okruh

Tepelný výměník přenáší teplo z jednoho zdroje tepla na druhý. Zde je fyzický kontakt mezi nosiči tepla vyloučen. Zvláštnost této konstrukce umožňuje použití takového zařízení v téměř jakémkoli topném systému. Náklady na vybavení však budou o něco vyšší a porostou úměrně výkonu. Ovládací zařízení zde bude také trochu složitější a dražší. Výměníky tepla se používají v systémech nezávislého zásobování teplem. Pojďme nejprve pochopit, jak fungují naše topné sítě.

Především v Rusku se používají systémy zásobování teplem, které se nazývají nezávislé a fungují bez výměníku tepla. Používáme však také nezávislé schéma. Nejrozšířenější je však stále systém závislého zásobování teplem. V tomto případě kotel ohřívá vodu, která obchází výměník tepla a jde přímo do topných radiátorů v prostorách.

Topný okruh se skládá z topného zařízení, regulačního zařízení a topné sítě.

Teplota se upravuje v závislosti na počasí nebo v případě potřeby zvýšit či snížit dodávku tepla do prostoru. V tomto případě není použit výměník tepla, což znamená, že teplotu přímo v bytech lze regulovat pouze ve směru jejího snižování. Kotelna v tomto případě vyžaduje další objemné zařízení a topné sítě se neustále ohřívají a ochlazují, což negativně ovlivňuje stav topných sítí a radiátorů. Tento okruh má velké úniky tepla. Přestože je takový systém vytápění relativně levný, jeho účinnost je o něco nižší. Přímo v kotelně nelze přesně vypočítat potřebné množství tepla na vytápění všech místností. Proto je účinnost přenosu tepla velmi nízká při vysoké úrovni nadměrné spotřeby tepelné energie, která je typická pro otopné soustavy bez oddělených teplosměnných okruhů.

Nezávislý efektivní systém zásobování teplem pomocí moderních výměníků tepla

Tepelný výměník může výrazně snížit ztráty tepelné energie. To je ovlivněno nejen účinnějším schématem dvouokruhového zásobování teplem, ale také další automatizací, kterou lze použít pouze v takových konstrukcích. Systém nezávislého zásobování teplem se skládá z rozvodny tepla a dalších jednotlivých výměníků umístěných v technických místnostech přímo v každém domě. To umožňuje efektivněji regulovat dodávku tepla v jakémkoli bytě.

Jak to funguje
Z kotelny je teplo o pevné teplotě cca 95 stupňů přiváděno do hlavního rozvodného místa, do hlavního výměníku. Zpětný okruh má také pevnou teplotu 70 stupňů. Toto je teplota po zahřátí topných baterií. Nyní již není potřeba zdržovat obsluhu v kotelně, instalovat drahou automatiku, výkonná čerpadla a velkoprůměrové topné trubky a hlavně lze použít trubky menšího průměru. Tepelné ztráty v tomto okruhu jsou minimální.

Blok topného bodu

Poměrně často se přímo v kotelně instaluje vysoce výkonný výměník tepla a používá se dvojitý tepelný okruh, který umožňuje prodloužit životnost topného kotle. Zde vnitřní tepelný okruh kotle využívá menší množství teplosměnného média, takže nedochází k usazování vodního kamene a kotle vydrží mnohem déle.

Při použití výměníku má spotřebitel možnost regulovat dodávku tepla individuálně, to znamená v každém bytě zvlášť. Stačí jednotlivá ovládací zařízení přímo na bateriích. Výhoda je zřejmá.

Prostřednictvím výměníku tepla můžete připojit vytápěnou podlahu k topnému systému.
Jak to udělat správně: Zde potřebujete přídavný výměník tepla pro vytápěnou podlahu. Pokud ale zapojíte vytápěnou podlahu do topného systému bez výměníku, necháte sousedy bez tepla. Tepelné ztráty při vytápění vaší podlahy nejsou tak důležité. Je třeba vzít v úvahu, že voda v závislém systému cirkuluje jiným způsobem a jde cestou nejmenšího odporu, tedy po nejkratší cestě a ke svým sousedům prostě nepoteče. Výměníky tepla mají pouze jednu nevýhodu. Jedná se o dodatečné náklady při instalaci, které se ale více než vyplatí během provozu.

Je také třeba zdůraznit, že každý topný systém, domácí i průmyslový, lze vylepšit. A ze systému závislého vytápění je docela snadné vytvořit schéma nezávislého zásobování teplem. K tomu musí být topný systém doplněn výměníkem tepla a instalována speciální řídicí automatika. To se ale bude muset udělat ve všech domech, kterým vaše kotelna slouží. V tomto případě můžete ušetřit až 40 procent na spotřebě tepla.

Co jsou výměníky tepla pro plynové kotle

Tepelný výměník přenáší tepelnou energii přijatou z paliva do chladicí kapaliny. Jedná se o nádobu, ve které se teplo z hořícího plynu přenáší do kapaliny.
Jeho tvar závisí na konstrukci plynového kotle. Podle způsobu výměny tepelné energie se jedná o primární, sekundární a bitermické výměníky tepla.

Typy výměníků tepla a principy jejich činnosti

Primární – vyrobeno ve formě zakřivené trubky velkého průřezu, připomínající spirálu destilátoru. Tento prvek je vyroben z kovu, který dobře odolává korozi. Jsou ošetřeny speciálními barvami, které chrání před rzí a vysokými teplotami.

Varování! Úroveň výkonu zařízení závisí na délce trubky a počtu na ní navařených žeber. Topné zařízení, které má tento prvek, je jednodušší a levnější. Primární výměníky tepla se při správné údržbě porouchají velmi zřídka. Ale je schopen splnit jeden úkol. Upozorňujeme, že bude vyžadovat speciální filtry. Sekundární – liší se od dříve popsaného tím, že má další desky. Produkty zpracování plynu se méně usazují na površích dílů, není třeba je často čistit. Čím více desek je připojeno k potrubí, tím vyšší je výkon a účinnost. Jedná se o multifunkční výměníky tepla, lze je použít pro vytápění a současný ohřev vody. Jsou dražší, ale kupují se kvůli zvýšené funkčnosti a praktičnosti. Výměník tepla určený pro dvouokruhové kotle je umístěn přímo ve spalovací komoře, nad hořákem. Mělo by dobře odolávat vysokým teplotám.
Obr. 2 Bitermický výměník tepla Bithermal kombinuje 2 systémy výměny tepla – ohřev chladicí kapaliny a výrobu horké vody. Konstrukčně je vyrobena jako 2 trubice zasunuté do sebe a kapalina jimi prochází. Plynový kotel s tímto zařízením zřídka selže, má malé rozměry a je levný. Jeho nevýhodou je nízký výkon. Soli se usazují na povrchu při interakci s vodou. Oprava zařízení je náročná. Mnoho přípojek zvyšuje možnost netěsností, malý objem topné vody.

Z jakých materiálů jsou tepelné výměníky vyrobeny?

Většina výkonových charakteristik celé jednotky závisí na použitém materiálu.

ocel

V zařízení se vyskytuje často. Používá se všude kvůli nízkým nákladům a snadnému zpracování železného kovu ve srovnání s jinými materiály.
Pochopení otázky, proč je takový kotlový výměník dobrý, spočívá odpověď v jeho dlouhé životnosti.

Důležité! Tažnost oceli je velmi důležitá při interakci s vysokými teplotami. Vlastnosti materiálu snižují riziko prasklin v důsledku náhlých teplotních změn.
Ale kov velmi trpí korozí, mohou se tvořit jak na vnitřním povrchu, tak na vnějším povrchu. Další nevýhoda: hmotnost a velké rozměry.

Fig3 Navien Deluxe 35-40k

Litina

Tento kov je dobrý, protože při kontaktu s vodou vykazuje malou korozi, což výrazně zvyšuje životnost litinových výměníků tepla.
Potřebují ale pravidelnou péči. Litina je křehká, pokud se na ní objeví vodní kámen, účinnost se výrazně sníží, ohřev se stává nerovnoměrným, což může vést k prasknutí radiátoru.
Důležité! Výrobky z litiny je třeba v průměru pravidelně umývat, takové čištění se provádí jednou ročně.
Při použití nemrznoucí kapaliny jako chladicí kapaliny lze propláchnutí provést po 2 letech.

Měď

• díky tenkým stěnám váží méně než železný kov;
• jsou kompaktní;
• netrpí korozí;
• Dobře a rychle se zahřívají, měď dokonale přenáší tepelnou energii.

Varování! Výrobky z mědi rychle vyhoří přímým ohněm.

Obr.4 Primární výměník tepla Buderus Logamatic

Hliník

I povrchní rozbor ukáže, že do značkových plynových kotlů jsou často instalovány hliníkové výměníky. Jedná se o velmi tažný kov, lze z něj vyrobit výrobky jakékoli složitosti.
Tepelná vodivost je 9x vyšší než u běžného materiálu – nerezové oceli. Výrobky váží málo a vzhledem k malému počtu spojů je málo zranitelných míst. U konstrukcí z jiných kovů dochází ke svarům, ohybům a skládání. Klouby jsou slabá místa jakékoli konstrukce. Tento typ výměníku lze použít jak v nástěnných, tak i v stojacích kotlích.
Výrobky z hliníku se nejčastěji odlévají, takže je v nich velmi málo spojů. Hliník je odolný vůči chemickému napadení.

Důležité! Pokud používáte tvrdou vodu, nevydrží dlouho výrobky vyrobené z tohoto kovu vyžadují kvalitní úpravu vody.

Co je třeba zvážit při výběru zařízení

Abyste neudělali chybu a vybrali si kvalitní zařízení, musíte pochopit, který výměník tepla nejlépe slouží v plynovém kotli. Nejúčinnější jsou měděné výměníky tepla. U drahých modelů je měď navíc chráněna slitinou siluminu. Podle průmyslníků prodlužuje životnost zařízení a zvyšuje odolnost proti vysokým teplotám a korozi.

Obr.5 Měděný výměník tepla bez ochranného povlaku

Nejprve je třeba při výběru zhodnotit materiál, ze kterého je výměník tepla vyroben. Pokud je díl vyroben z mědi, zjistěte, zda je tam siluminový povlak nebo jen čistý kov. Když není dodatečný ochranný nátěr, chce výrobce snížit své náklady, ale to je špatné pro kupujícího a uživatele. Pokud existuje ochrana, pak výrobce vyrábí vysoce kvalitní kotle a nesnaží se ušetřit peníze na svých spotřebitelích.

Důležité! Výměníky z mědi jsou nejúčinnější, mají nejvyšší možnou účinnost takový kotel lépe vytopí prostory s nízkou spotřebou plynu.
Navíc takové výměníky vydrží déle než nerezové nebo hliníkové. Ale měď je drahý kov.
Pokud je hlavním kritériem výběru kvalita a životnost, musíte si vybrat měděný výměník tepla. Když jsou peníze omezené, je lepší nerezový nebo hliníkový výměník tepla nainstalovaný v kotli.

Obr. 6 Hliníkový výměník tepla

Populární výrobci výměníků tepla pro plynové kotle

BAXI

Populární společnost z Itálie. Vyrábí především vodní kotle, klasické a kondenzační kotle, na které je napojený plyn.
Mohou se pochlubit certifikáty šetrnosti k životnímu prostředí a kvality výrobků. Prodává topná zařízení v 70 zemích.

Ariston

Společnost z Itálie. Ale při výrobě produktů pro naši zemi se bere v úvahu klima a zvláštnosti domácí komunikace.
Podle výrobce nejsou zařízení Ariston nebezpečná pro místní realitu – mráz, vodu, která neprošla dodatečným čištěním, přepětí a nízký tlak plynu.

Bosh

Výrobce z Německa, známý v Rusku již více než 100 let. Vyniká spolehlivými produkty a využitím nejnovějších technologií. Většina produktů Bosch je kvalitnější než průměrné kotle. Budete si za ně ale muset připlatit.

Protherm

Společnost ze Slovenska vyrábí levná a kvalitní zařízení pro zásobování teplou vodou a vytápění domácností.

Ostatní

Pozornost si zaslouží i následující výrobci kotlů a jednotlivých dílů:

• Buderus;
• Vaillant;
• Wisman;
• Ferrol.

Obr. 7 Výměník tepla můžete opravit sami

Možné poruchy na výměnících tepla a jak je opravit

• Na výměníku tepla se vytvoří trhlina. Můžete to opravit sami pomocí pájení. Použita je pájka vhodná pro materiál výměníku.
• Pokud jedna z trubek „vyhoří“, umístí se na ni „záplata“ vyrobená z tenkého měděného nebo cínového plechu. Někdy dokonce používají části plechovek a jiných podobných materiálů. Záplaty se instalují na místo pomocí nýtovače.
• Pokud se objeví netěsnost, lze poškození opravit svařováním za studena.

Plynový kotel si člověk pořizuje na vytápění na několik let, a to je v nejhorším případě. Výměník tepla je hlavní součástí zařízení, takže je třeba provést výběr zodpovědně. Neměli bychom zapomínat, že tento prvek je drahý a je lepší neplatit peníze za své chyby.