Výměník tepla: Jak vybrat ten správný?
Co je výměník tepla a k čemu slouží
O výměníku tepla už slyšel snad každý obyvatel bytového domu. Co ale vlastně ten výměník tepla je? Obecně vzato jde o zařízení, kde dochází k přenosu tepla z jednoho média na druhé. V případě panelových domů je tímto médiem obvykle voda – pitná nebo topná. Když se na to podíváme v širších mezích, výměníky tepla najdeme třeba i na lednici nebo na různých chladících zařízeních, kde je teplo od motoru výměníkem odvedeno pryč – např. v parným hospodářství či u bazénu. Jejich využití je napříč všemi průmyslovými oblastmi.
Základní typy výměníků tepla a rozdíly mezi nimi
Základní rozdělení výměníků tepla je možné považovat výměníky kontaktní a bezkontaktní.
Kontaktní výměníky tepla jsou zařízení, ve kterých mají média přímý kontakt mezi sebou. Tyto výměníky umožňují jednoduchou výměnu tepla mezi vícerými proudy tekutin. Důležité je uvědomit si, že ve většině průmyslových aplikací je potřebná výměna tepla bez míchání tekutin – toho je možné dosáhnout pouze použitím bezkontaktních výměníků. Pro nás, jako topenáře, a pro vás, naše zákazníky, jsou tedy důležité především bezkontaktní výměníky tepla.
Typy bezkontaktních výměníků tepla
Deskový výměník
Deskový výměník je nejpoužívanějším typem bezkontaktního výměníku v rámci bytových domů. V našem oboru se používá na oddělení primární a sekundární strany. Primární strana je obvykle teplovod, který přichází do bytového domu. Sekundární strana je pak topení v domě.
Tyto výměníky můžou být šroubované nebo pájené. Jedná se o sadu desek vylisovaných většinou z nerez plechu třídy AISI 316L, které jsou seřazeny do svazku. Rozdíl je ve spojování svazku, které je pájené či šroubované. U pájených spojů je zaručená vyšší těsnost, tím pádem i vyšší účinnost tepla, díky menší ztrátě tepla. Výhodou šroubovaných výměníku je zase lehčí servis a čištění jednotlivých desek ve svazku.
V případech, kdy je instalovaná akumulační nádoba na teplé vodě se na oddělení topné a pitné vody rovněž používají deskové výměníky.
Když se podíváte na deskové výměníky, které se používají na oddělení topné a pitné vody, možná vás napadne problematika vodního kamene. Zde je třeba si uvědomit důležitost lehčího čištění u šroubovaných výměníků. Mezery mezi deskami se v oblastech s tvrdší vodou (od 12° dH) zanesou vodním kamenem, čímž se prodlužuje doba přípravy teplé vody (resp. může jí být nedostatek ve špičkách). V lokalitách, kde o tomto problému víme, proto doporučujeme instalovat trubkové výměníky typu JAD, o kterých se dočtete níže.
Trubkový výměník
Trubkový výměník je typ výměníku tepla s rourkami uloženými v plášti. Jeho princip výměny tepla je založený na svazku trubek, které jsou uspořádané vertikálně či horizontálně uvnitř takzvaného pláště (např. bojler). Výměník tepla funguje na principu výměny tepla mezi dvěma médii, což je stejné jako u jiných výměníků. Kapaliny můžou být různého charakteru a trubkový výměník lze použít na výměnu plyn/plyn, kapalina/kapalina, kapalina/plyn atd.
Z hlediska proudění kapalin ve výměnících je můžeme rozdělit na 3 základní kategorie.
Souproudní – výměna tepla probíhá za souběžného toku obou médií. Z hlediska přenosu tepla jde o nejmíň efektivní způsob. Médium, které mělo brát energii, má na konci procesu místo toho, co bylo předávané, ztrátu několika procent.
Protiproudní – jednotlivé tekutiny tečou proti sobě ve výměníku tepla navzájem. To snižuje šanci na pokles předávané energie, i když 100% to nikdy nebude.
Křížové – to jsou výměníky, ve kterých jeden proud teče vůči druhému pod pravým úhlem. Leckdy se potkáváme se 100% křížovým systémem, který se vyskytuje jako součást proudění v trubkovém výměníku.
Výměník typu JAD
Výměníky tepla typů JAD X(XK) jsou určeny především k ohřevu otopné, eventuálně užitkové, vody. Tepelný výměník je zkonstruován a vyroben jako celosvařovaný, nerozebíratelný celek. Válcový plášť obepíná soustavu teplosměnných trubek uspořádaných do souosých, několikavrstvě a protisměrně vinutých šroubovic. Soustava topných trubek je zakončena ve dvou trubkovnicích, které jsou přivařeny přímo do příslušných připojovacích hrdel. Oba konce válcového pláště jsou uzavřeny polokulovými dny, které jsou jednotlivě osazeny vždy dvěma připojovacími hrdly.
Výměníky JAD jsou trubkové výměníky, kde vzdálenost mezi trubkami je větší, než je vzdálenost mezi deskami u deskového výměníku, čímže se snižuje riziko vzniku usazenin vodního kamene. Cena tohoto výměníku je v porovnání s deskovými o něco vyšší.
