Skladom máme stovky výmenníkov

Výmenníky tepla pre vykurovanie

• Výkon v kW: návrh, výpočet
• Voda-voda: ohrev TÚV, kúrenie
• Korózia
• Usadzovania vodného kameňa
• Kondenzačné a nekondenzačné kotly
• Centrálne kúrenie, výmenníkové stanice
• Solárny ohrev
• Kogenerácia (spaľovacie motory)

Kompaktné a spoľahlivé riešenie pre parný výmenník, ohrev TÚV, kúrenie, bioplynové a výmenníkové stanice, centrálne vykurovanie.

Tabuľka výkonov pre ohrev vody

Prehľad výkonov pre spájkované tepelné výmenníky SWEP je pro média voda-voda, vstupné/výstupné teploty 80/60 °C primárny okruh, resp. 50/70 °C sekundárny okruh. Pokiaľ je jedno z médií nemrznúca zmes (etylénglykol), je potreba zväčšiť výmenník zhruba o 30%.

Voda-voda: ohrev TÚV

Široký rozsah veľkostí výmenníkov SWEP umožňuje nájsť ekonomickú voľbu pre zapojenie do ohrevu TÚV, pitnej vody a vykurovanie. Zdrojom tepla býva kotol, tepelné čerpadlo, solárny panel. Teplá úžitková voda sa ohrieva vo výmenníku prietokovým spôsobom alebo možno kombinovať so zásobníkom teplej vody. U prietokového ohrevu môže prietok vody kolísať v závislosti na odbere. V takom prípade sa musí tlakové straty dimenzovať na špičkový výkon. Lebo čím väčší je prietok vody výmenníkom, tým väčšie tlakové straty výmenník vykáže (straty rastú zhruba sa štvorcom prietoku).

Prietokový ohrievač TÚV

Bežná sprcha spotrebuje 12 až 15 l/min. teplej vody a úsporná sprcha 6 až 8 l/min. Komfortná teplota pre sprchovaní je 44 °C. To znamená, že pre prietokový ohrievač potrebujeme kotol o výkone ca 15 kW a viac. V tabuľke je orientačný prehľad výmenníkov pre rôzne výkony. Výmenníky majú vývody ISO G vonkajší závit.

Je nevhodné ohrievať v doskovom výmenníku TÚV na teploty vyššie ako 60 °C: dochádza potom k zanášaniu výmenníka vodným kameňom.

Nabíjanie zásobníka TÚV

Tabuľky uvádzajú odporúčané modely výmenníkov pre nabíjanie zásobníkov s TÚV. Ak je teplota zdroja vysoká, majú často výmenníky príliš veľkú účinnosť a preto je vhodné je zapojiť ako súprúd (v tabuľkách je označené krížikom: #).

# výmenník s touto značkou je navrhnutý pre zapojenie ako súprúd; pri zapojení v protiprúde by mal príliš veľkú účinnosť a dochádzalo by k zanášaniu výmenníka vodným kameňom.

Výmenníky SWEP sú často používané na nahradenie dosluhujúcich výmenníkov iných výrobcov. Všetky výmenníky sú nerezové (AISI 316) a sú k dispozícii aj menej bežné verzie s viacerými okruhmi: jeden výmenník má viac vývodov, pretože vnútri sú zaradené dva menšie výmenníky v sérii alebo paralelne.

Korózia doskového výmenníka

Bežná životnosť výmenníkov je 8 až 12 rokov. Pokiaľ po 5 alebo menej rokoch výmenník netesní, príčinou býva korozívne médium. Ak je zdrojom tepla centrálne zásobovanie, poskytovateľ sleduje kvalitu média. Kotol - tam je okruh uzavretý, tzn. menšie šance, že obsahuje agresívne látky. Chyba býva spravidla na ohrievanej strane.

Pod odkazom nájdete tabuľku odolnosti.

• Ak je zvonku výmenníka viditeľný zelenomodrý nádych, potom koroduje medená spájka. Najčastejšie je to z hrdzavej vody (voľné železo, mangán) od zastaraných vykurovacích telies. Voľné železo v obehu tvorí galvanický článok na rozhraní dvoch kovov vo výmenníku (meď a nerezová oceľ AISI 316). Tak sa medená spájka postupne vylúči do vody.
• Otvorený expanzný systém urýchľuje koróziu prenikaním kyslíka.
• Ak sú na potrubí v kontakte dva rôzne kovy (napr. meď a oceľ), spoj vytvára galvanický článok. Aby sa predišlo galvanickej korózii, mal by byť spoj urobený cez plošné tesnenie. Bez toho sa môže do obehu uvoľňovať železo alebo iný kov, ktorý následne spôsobuje koróziu medenej spájky.
• Destilovaná voda (hladová voda) je korozívna voči medenej spájke.
• Zvláštnym prípadom je únava materiálu spôsobená častými a veľkými teplotnými zmenami na výmenníku. Príkladom je prietokový ohrev TÚV (teplej úžitkovej vody): studená voda z radu sa pripúšťa a je ohrievaná zdrojom z horúcovodu alebo parovodu.

Korózia nerezovej ocele AISI 304/316 nie je obvyklá, riziko nastáva predovšetkým v prítomnosti veľkého množstva chloridov (nad 300 ppm). Zvonku výmenníka sa neprejavuje.

Je korózia pozorovaná aj na iných komponentoch? Sú k dispozícii laboratórne rozbory vody? Pokiaľ sa neodstráni príčina, tak po zámene výmenníka za nový aj ten bude mať krátku životnosť. Opatrenia: nájsť príčinu, vymeniť médium, inhibítor korózie, magnetický filter, úprava na uzavretý expanzný systém. Pokiaľ nie je možné napraviť, potom voliť odolnejší výmenník: bez medenej spájky, tj celonerez alebo rozoberateľný s tesnením.

Vodný kameň

Ako prevenciu usadzovania vodného kameňa je vhodné systém vyladiť na nízke teploty, ideálne blízko 60 °C. Vyššie teploty sú spojené so zanášaním výmenníka vodným kameňom. Nižšie teploty ďalej prinášajú zvýšenie účinnosti. Ďalšou možnosťou je dávkovať do obehu polyfosfát. Ten sa viaže na ióny vápnika a nedochádza k usadzovaniu. Polyfosfáty nie sú vhodné do pitnej vody. Informácie o čistení sú v manuáli alebo na úvodnej stránke.

• Projektujte na väčší prietok a nižšie teploty pre prenesenie rovnakého výkonu.
• Vyšší prietok navyše vyvolá turbulentné prúdenie v kanálikoch medzi doskami a tento druh prúdenia prináša výmenníku samočistiacu schopnosť.
• Často býva vhodné výmenník pre TUV navrhnúť ako súprúd. Bude potrebný o niečo väčší výmenník, ale TÚV sa nebude prehrievať.
• TUV priveďte na spodný vývod výmenníka. Prúd vody smerom nahor znižuje zanášanie kanálikov usadeninami.

Vrstva SiO2 proti vodnému kameňu

Novinkou výrobca sú výmenníky Sealix potiahnuté filmom SiO2. Toto prevedenie prináša niekoľko výhod:

• ochrana výmenníka pred koróziou spôsobenou nadmerným obsahom chloridov/fluoridov vo vode;
• ochrana medené spájky pred voľným železom vo vode (napr. hrdzavejúce vykurovacie telesá);
• ochrana pred vylučovaním kameňa na steny výmenníka.

Kondenzačné a nekondenzačné kotly

Pre kondenzačné a nekondenzačné kotly sú určené výmenníky radu E5, E6, E8. Sú kompaktné a majú pritom nízke tlakové straty. Pre nekondenzačné kotly sú optimalizované výmenníky tepla SWEP E5T, E6T a E8T. Pre kondenzačné kotly sa často používajú SWEP E5AS, také SWEP E8AS.

Centrálne kúrenie, výmenníkové stanice

Tepelné výmenníky SWEP sú používané v odovzdávacích staniciach pre centrálne zásobovanie teplom, pretože

• sú kompaktné, zaberajú málo miesta v ťažko prístupných priestoroch, čím je ich inštalácia lacná;
• spoľahlivé, pretože pred opustením výroby sú testované pretlakom;
• popri systéme voda-voda je možné inštalovať aj ako parný výmenník;
• neobsahujú tesnenie a nevyžadujú preto údržbu ako montované výmenníky, vďaka turbulentným prúdom medzi doskami majú samočistiacu schopnosť;
• keďže sú kompaktné a takmer každá ich časť sa podieľa na výmene tepla, sú extrémne účinné a cenovo výhodné.

Bioplynové stanice

Bioplynové stanice produkujú bioplyn a ten sa používa ako zdroj energie. Bioplyn (jeho hlavná zložka je metán) z organického materiálu produkujú baktérie a iné mikroorganizmy. Bioplyn sa spaľuje v motore a takto sa vyrába elektrická energia. Výkon na jednej stanici je obvykle 200 až 2000 kW.

Výroba elektrickej energie spaľovaním plynu má typickú účinnosť 30 až 45 %. Spaľovaním plynu sa motor zahrieva a je potrebné ho chladiť, obvykle vodou alebo zmesou s glykolom. Vyrobené teplo sa pomocou doskového výmenníka voda-voda odvádza a tiež zužitkuje. Týmto spôsobom sa zvyšuje celková účinnosť systému. Teplo sa používa na udržiavanie správnej teploty vo fermentore a ďalej na vykurovanie, ohrev vody, vykurovanie skleníkov, atď.

Solárny ohrev

V letných mesiacoch na území SR dopadá zo Slnka okolo 1000 W/m². Účinnosť solárnych panelov býva 60 až 70 %. Za priaznivých podmienok možno solárnym systém odobrať ca 500 až 600 W/m², v zimných mesiacoch menej.

Výmenníky SWEP sú kľúčovou súčasťou v mnohých aplikáciách so solárnymi panelmi a odovzdávajú teplo do zásobníkov vody, ohrievajú bazény alebo teplú úžitkovú vodu. Na zabezpečenie činnosti je nevyhnutné obehové čerpadlo. Väčšie prietoky zvyšujú účinnosť panelu, ale zvyšujú tlakové straty výmenníka (obehové čerpadlo musí vykázať viac práce). Systém sa napúšťa nemrznúcou zmesou: zamrznutie vody v obehu v zimných mesiacoch by zničilo solárne panely aj doskový výmenník. Vhodný je etylénglykol v koncentráciách 30 až 40 %.

Účinnosť klasického zapojenia, tj. solárny panel napojený na rúrkový výmenník vnútri zásobníka, je poměrně nízká. Voda v zásobníku takmer neprúdi a na rúrkový výmenník sa postupne usadí biologické usadeniny. To vedie k ďalšiemu poklesu výkonu a vznikajú pochybnosti o nezávadnosti vody v zásobníku. Zásobník je potreba po čase otvoriť a vyčistiť.

Ak sa do systému zaradí doskový výmenník, voda v ňom bude prúdiť turbulentne. To je rozdiel oproti trubkovému výmenníka. Prínosom je zvýšenie účinnosti a tiež samočistiacu schopnosť. Rúrkový výmenník, ktorý zaberá miesto, nie je potrebný a nedochádza na ňom k usadzovaniu nánosov.

Keďže výmenníky SWEP majú pri malých rozmeroch veľkú kapacitu, sú ideálne pre takéto aplikácie. Pre odovzdanie výkonu zo solárnych panelov odporúčame nižší rad výmenníkov SWEP E8. Počet dosiek sa odvíja od väčšieho z prietokov. Pre domáce výkony stačí ich najmenší verzie (o 10 doskách). Vývody týchto výmenníkov sú 3/4" ISO G vonkajší závit.

Kogenerácia

Spaľovacie motory pracujú s nízkou účinnosťou, často menej ako 40%. Nevyužitá energia odchádza z motora čoby teplo výfukom. Kogeneračná jednotka využíva toto stratové teplo napr. na ohrev teplej vody či na vykurovanie. Toho sa dosiahne zapojením tepelného výmenníka: ten umožní odovzdávať teplo z primárneho okruhu (kogeneračná jednotka) do sekundárneho okruhu (TÚV, kúrenie). Takto možno dosiahnuť tepelnej účinnosti 80 % i viac.

Rekuperácia tepla

Priemyselná a komerčná klimatizácia pracuje s tlakmi blízko atmosférického a malé/kompaktné výmenníky sú často menej vhodné než objemné výmenníky, ktoré sú konštruované špeciálne pre takéto účely. Výmenníky SWEP majú aj tak pevné miesto v odbore ako

• ekonomizéry,
• vnútorné výmenníky tepla (IHX), či
• dochladzovače (sub-coolery).