Skladem máme stovky výměníků

Výměník tepla pro vytápění

• Výkon v kW: návrh, výpočet
• Voda-voda: ohřev TUV
• Koroze výměníku
• Usazování vodního kamene
• Kondenzační a nekondenzační kotle
• Centrální vytápění, výměníkové stanice
• Solární ohřev
• Kogenerace (spalovací motory)

Kompaktní a spolehlivé řešení pro parní výměník, ohřev TUV, topení, bioplynové a výměníkové stanice, centrální vytápění.

Tabulka výkonů pro ohřev vody

Voda-voda: ohřev TUV

Široký rozsah velikostí výměníků SWEP umožňuje nalézt ekonomickou volbu pro zapojení do ohřevu TUV, pitné vody a vytápění. Zdrojem tepla bývá kotel, tepelné čerpadlo, solární panel. Teplá užitková voda se ohřívá ve výměníku průtočným způsobem nebo lze kombinovat se zásobníkem teplé vody. U průtokového ohřevu může průtok vody kolísat v závislosti na odběru. V takovém případě se musí tlakové ztráty dimenzovat na špičkový výkon. Neboť čím větší je průtok vody výměníkem, tím větší tlakové ztráty výměník vykáže (ztráty rostou zhruba se čtvercem průtoku).

Průtokový ohřívač TUV

Běžná sprcha spotřebuje 12 až 15 l/min. teplé vody a úsporná sprcha 6 až 8 l/min. Komfortní teplota pro sprchování je 44 °C. To znamená, že pro průtokový ohřívač potřebujeme kotel o výkonu ca 15 kW a více. V tabulce je orientační přehled výměníků pro různé výkony. Výměníky mají vývody ISO G vnější závit.

Je nevhodné ohřívat v deskovém výměníku TUV na teploty vyšší než 60 °C: dochází potom k zanášení výměníku vodním kamenem.

Nabíjení zásobníku TUV

Tabulky uvádějí doporučené modely výměníků pro nabíjení zásobníků s TUV. Je-li teplota zdroje vysoká, mají často výměníky příliš velkou účinnost a proto je vhodné je zapojit do souproudu (v tabulkách je označeno křížkem: #).

# výměník s touto značkou je navržen pro zapojení v souproudu; při zapojení v protiproudu by měl příliš velkou účinnost a docházelo by k zanášení výměníku vodním kamenem.

Výměníky SWEP jsou často používány k nahrazení dosluhujících výměníků jiných výrobců. Všechny výměníky jsou nerezové (AISI 316) a jsou k dispozici také méně běžné verze s více okruhy: jeden výměník má více vývodů, neboť uvnitř jsou zařazeny dva menší výměníky v sérii nebo paralelně.

Koroze deskového výměníku

Běžná životnost výměníků je 8 až 12 let. Pokud po 5 nebo méně letech výměník netěsní, příčinou bývá korozivní médium. Je-li zdrojem tepla centrální zásobování, poskytovatel sleduje kvalitu média. Kotel – tam je okruh uzavřený, tzn. menší šance, že obsahuje agresivní látky. Chyba bývá zpravidla na ohřívané straně.

Pod odkazem najdete tabulku odolnosti.

• Je-li zvenku výměníku viditelný zelenomodrý nádech, pak koroduje měděná pájka. Nejčastěji je to z rezavé vody (volné železo, mangan) od zastaralých otopných těles. Volné železo v oběhu tvoří galvanický článek na rozhraní dvou kovů ve výměníku (měď a nerezová ocel AISI 316). Tak se měděná pájka postupně vyloučí do vody.
• Otevřený expanzní systém urychluje korozi pronikáním kyslíku.
• Pokud jsou na potrubí v kontaktu dva různé kovy (např. měď a ocel), spoj vytváří galvanický článek. Aby se předešlo galvanické korozi, měl by být spoj proveden přes plošné těsnění. Bez toho se může do oběhu uvolňovat železo nebo jiný kov, který následně způsobuje korozi měděné pájky.
• Destilovaná voda (hladová voda) je korozivní vůči měděné pájce.
• Zvláštním případem je únava materiálu způsobená častými a velkými teplotními změnami na výměníku. Příkladem je průtokový ohřev TUV (teplé užitkové vody): studená voda z řádu se připouští a je ohřívaná zdrojem z horkovodu nebo parovodu.

Koroze nerezové oceli AISI 304/316 není obvyklá, riziko nastává především v přítomnosti velkého množství chloridů (nad 300 ppm). Zvenku výměníku se neprojevuje.

Dochází ke korozi i u jiných součástí? Jsou k dispozici laboratorní rozbory vody? Pokud se neodstraní příčina, tak po záměně výměníku za nový i ten bude mít krátkou životnost. Opatření: najít příčinu, vyměnit médium, inhibitor koroze, magnetický filtr, úprava na uzavřený expanzní systém. Pokud nelze napravit, pak volit odolnější výměník: bez měděné pájky, tj. celonerez nebo rozebíratelný s těsněním.

Vodní kámen

Jako prevenci usazování vodního kamene je vhodné systém vyladit na nízké teploty, ideálně poblíž 60 °C. Vyšší teploty jsou spojeny s rychlejším zanášením výměníku vodním kamenem. Nižší teploty přinášejí i zvýšení účinnosti systému. Další možností je vodu chemicky upravovat, např. dávkovat do oběhu polyfosfát. Ten se váže na ionty vápníku a nedochází k usazování. Polyfosfáty nejsou vhodné do pitné vody. Informace o čištění jsou v manuálu nebo na úvodní stránce.

• Projektujte na větší průtok a nižší teploty pro přenesení stejného výkonu.
• Vyšší průtok navíc vyvolá turbulentní proudění v kanálcích mezi deskami a tento druh proudění přináší výměníku samočisticí schopnost.
• Často bývá vhodné výměník pro TUV navrhnout jako souproud. Bude potřeba o něco větší výměník, ale TUV se nebude přehřívat.
• TUV přiveďte na spodní vývod výměníku. Proud vody nahoru snižuje zanášení kanálků usazeninami.

Vrstva SiO2 proti vodnímu kameni

Novinkou výrobce jsou výměníky Sealix potažené filmem SiO2. Toto provedení přináší několik výhod:

• ochrana výměníku před korozí způsobenou nadměrným obsahem chloridů/fluoridů ve vodě;
• ochrana měděné pájky před volným železem ve vodě (např. rezavějící otopná tělesa);
• ochrana před vylučováním kamene na stěny výměníku.

Kondenzační a nekondenzační kotle

Pro kondenzační a nekondenzační kotle jsou určeny výměníky řady E5, E6, E8. Jsou kompaktní a mají přitom nízké tlakové ztráty. Pro nekondenzační kotle jsou optimalizovány výměníky tepla SWEP E5T, E6T a E8T. Pro kondenzační kotle se často používají SWEP E5AS, také SWEP E8AS.

Centrální vytápění, výměníkové stanice

Tepelné výměníky SWEP jsou používány v předávacích stanicích pro centrální zásobování teplem, protože

• jsou kompaktní, zabírají málo místa v nesnadno přístupných prostorech, čímž je jejich instalace levná;
• jsou spolehlivé, neboť před opuštěním výroby jsou testovány přetlakem;
• vedle systému voda-voda je lze instalovat i jako parní výměník;
• neobsahují těsnění a nevyžadují proto údržbu jako montované výměníky, díky turbulentním proudům mezi deskami mají samočisticí schopnost;
• jelikož jsou kompaktní a téměř každá jejich část se podílí na výměně tepla, jsou extrémně účinné a cenově výhodné.

Bioplynové stanice

Bioplynové stanice produkují bioplyn a ten se používá jako zdroj energie. Bioplyn (jeho hlavní složka je metan) z organického materiálu produkují baktérie a jiné mikroorganismy. Bioplyn se spaluje v motoru a takto se vyrábí elektrická energie. Výkon na jedné stanici je obvykle 200 až 2000 kW.

Výroba elektrické energie spalováním plynu má typickou účinnost 30 až 45 %. Spalováním plynu se motor zahřívá a je potřeba jej chladit, obvykle vodou nebo směsí s glykolem. Vyrobené teplo se za pomocí deskového výměníku voda-voda odvádí a také zužitkuje. Tímto způsobem se zvyšuje celková účinnost systému. Teplo se používá k udržování správné teploty ve fermentoru a dále pro vytápění, ohřev vody, vytápění skleníků, atd.

Solární ohřev

V letních měsících na území ČR dopadá ze Slunce okolo 1000 W/m². Solární panely mívají účinnost 60 až 70 %. Za příznivých podmínek lze solárním systém odebrat ca 500 až 600 W/m², v zimních měsících méně.

Výměníky SWEP jsou klíčovou součástí v mnoha aplikacích se solárními panely a předávají teplo do zásobníků vody, ohřívají bazény nebo teplou užitkovou vodu. K zajištění činnosti je nezbytné oběhové čerpadlo. Větší průtoky zvyšují účinnost panelu, ale zvyšují tlakové ztráty výměníku (oběhové čerpadlo musí vykázat více práce). Systém se napouští nemrznoucí směsí: zamrznutí vody v oběhu v zimních měsících by zničilo solární panely i deskový výměník. Vhodný je ethylenglykol v koncentracích 30 až 40 %.

Účinnost klasického zapojení, tj. solární panel napojen na trubkový výměník uvnitř zásobníku, je poměrně nízká. Voda v zásobníku téměř neproudí a na trubkový výměník se postupně usadí biologické usazeniny. To vede k dalšímu poklesu výkonu a vznikají pochybnosti ohledně nezávadnosti vody v zásobníku. Zásobník je potřeba po čase otevřít a vyčistit.

Vřadí-li se do systému deskový výměník, voda v něm bude proudit turbulentně. To je rozdíl oproti trubkovému výměníku. Přinosem je zvýšení účinnosti a také samočisticí schopnost. Trubkový výměník, který zabírá místo, není potřebný a nedochází na něm k usazování nánosů.

Jelikož výměníky SWEP mají při malých rozměrech velkou kapacitu, jsou ideální pro takové aplikace. Pro předání výkonu ze solárních panelů doporučujeme nižší řadu výměníků: SWEP E8. Počet desek se odvíjí od většího z průtoků. Vývody těchto výměníků jsou 3/4" ISO G vnější závit.

Kogenerace

Spalovací motory pracují s nízkou účinností, často méně než 40 %. Nevyužitá energie odchází z motoru coby teplo výfukem. Kogenerační jednotka využívá toto ztrátové teplo např. k ohřevu teplé vody či k vytápění. Toho se dosáhne zapojením tepelného výměníku: ten umožní předávat teplo z primárního okruhu (kogenerační jednotka) do sekundárního okruhu (TUV, topení). Takto lze dosáhnout tepelné účinnosti 80 % i více.

Rekuperace tepla

Průmyslová a komerční klimatizace pracuje s tlaky blízko atmosférického a malé/kompaktní výměníky jsou často méně vhodné než objemné výměníky, které jsou konstruovány speciálně pro takové účely. Výměníky SWEP mají i tak pevné místo v oboru jako

• ekonomizéry,
• vnitřní výměníky tepla (IHX), či
• podchlazovače (sub-coolery).