Druhy výmenníkov tepla

Výmeníky tepla sú zariadenia využívané na efektívnu výmenu tepla medzi dvoma oddelenými substanciami. Existuje mnoho druhov výmeníkov tepla, ktoré majú odlišné využitie v rôznych sektoroch. Výmeníky tepla fungujú tak, že prenášajú teplo z jedného média do druhého. Môžu byť použité v vykurovacích systémoch, chladiacich systémoch a v priemysle. Výmeníky tepla sú neoddeliteľnou súčasťou mnohých priemyselných procesov, umožňujúc udržiavanie optimálnej teploty. Vďaka rôznym druhom výmeníkov tepla je možné prispôsobiť ich konštrukciu konkrétnym požiadavkám a parametrom aplikácie. Ak sa chceš dozvedieť, aké druhy výmeníkov tepla sa rozlišujú podľa metód prenosu tepla, ich konštrukcie a typu média, s ktorým môže daný výmeník spolupracovať, prečítaj si nasledujúci článok.

Druhy výmeníkov tepla a metódy prenosu tepla

Podľa spôsobu, akým je uskutočňovaný prenos tepla medzi tekutinami, môžeme výmeníky tepla rozdeliť na kontaktné a bezkontaktné. V priemysle sa oveľa častejšie používajú druhý typ. Nižšie nájdeš odpoveď na otázku, prečo je to tak.

Kontaktné výmeníky tepla

Kontaktné výmeníky tepla sú zariadenia, v ktorých majú tekutiny priamy kontakt medzi sebou. Vďaka tomu je možné dosiahnuť vysoké koeficienty prestupu tepla. Okrem toho takéto výmeníky umožňujú jednoduchú výmenu tepla medzi viacerými prúdmi tekutín. Avšak je dôležité si uvedomiť, že vo väčšine priemyselných aplikácií je potrebná výmena tepla bez miešania sa tekutín, čo je možné dosiahnuť iba použitím bezkontaktných výmeníkov tepla, ktoré sú popísané nižšie.

Bezkontaktné výmeníky tepla

Bezkontaktné výmeníky tepla sú zariadenia, ktoré umožňujú prenos termálnej energie medzi dvoma tekutinami, ktoré nemajú priamy kontakt medzi sebou. K týmto zariadeniam môžeme zaradiť rekuperátory, ktoré sú najčastejšie používanými výmeníkmi tepla v priemysle. Medzi rekuperátory patria plošné a plášťovo-rúrkové výmeníky, ako napríklad:

- doskový výmeník tepla Ba-23-30 3/4" 15-35 kW,
- doskový výmeník tepla Ba-32-30 1" 30-65 kW,
- plášťovo-rúrkový výmeník tepla bazénový B210 61 kW

Výmenník tepla Nordic Tec Ba-23-30 3/4" 15-35kW

SK Ba-23-30

101.99

View

Výmenník tepla Nordic Tec Ba-32-30 1" 30-65 kW

SK-NT Ba-32-30

157.99

View

Výmenník tepla bazénový oceľový Nordic Tec B210 61kW

B210

239.99

View

Druhy výmenníkov tepla z hľadiska konštrukcie

Druhy výmenníkov tepla z hľadiska konštrukcie môžeme rozdeliť na doskové výmenníky tepla a rúrkové výmenníky tepla. Líšia sa medzi sebou nielen konštrukciou, ale aj využitím. Nižšie sa nachádza ich charakteristika.

Doskové výmenníky tepla

Doskové výmenníky tepla sú zariadenia pozostávajúce z kovových dosiek, ktorých úlohou je efektívna výmena tepla medzi kvapalinami s rôznymi teplotami bez ich miešania. Vďaka svojej konštrukcii umožňujú rýchly a účinný prenos tepla pomocou rôznych mechanizmov, ako je konvekcia. Dosky umiestnené vo vnútri výmenníka vytvárajú kanáliky, cez ktoré prúdia kvapaliny. Týmto spôsobom zabezpečujú veľkú kontaktnú plochu dosiek s kvapalinami, čo umožňuje efektívny prenos tepelnej energie. Doskové výmenníky tepla sú široko používané v priemysle, vrátane chladiacich a vykurovacích procesov, pomáhajúc šetriť energiu a zvyšovať efektivitu vykurovacích a chladiacich systémov. Rozlišujeme nasledujúce druhy doskových výmenníkov podľa ich konštrukcie:

• spájkované - sú to výmenníky tepla s kompaktnou konštrukciou; medené spájkované spoje zaručujú vysokú tesnosť, a tým veľkú účinnosť výmeny tepla, vzhľadom na malé tepelné straty,
• skrutkované - doskové výmenníky s menšou tesnosťou v porovnaní so spájkovanými, ale umožňujúce ľahší servis a čistenie vnútorných častí zariadenia.

Rúrkové výmenníky tepla

Rúrkové výmenníky tepla, nazývané aj plášťovo-rúrkové výmenníky, sú bežne používané zariadenia na efektívnu výmenu tepla medzi dvoma kvapalinami. Ich konštrukcia je založená na cylindrickom plášti, v ktorom sú umiestnené rúrky. Hlavným cieľom takéhoto usporiadania je umožniť prúdenie jednej kvapaliny okolo rúrok, zatiaľ čo druhá kvapalina prúdi cez rúrky. Týmto spôsobom dochádza k prenosu tepla medzi kvapalinami. Plášťovo-rúrkové výmenníky tepla nachádzajú uplatnenie v mnohých oblastiach, vrátane chemického, potravinárskeho priemyslu či energetiky. Vďaka svojej účinnosti a ľahkej údržbe sú neoddeliteľnou súčasťou procesov výmeny tepla v rôznych odvetviach.

Druhy výmenníkov tepla - rozdelenie podľa média

Výmenníky tepla sú najčastejšie spájané s výmenníkmi, kde sú obidve médiá kvapaliny (napr. voda alebo glykol). Je však dôležité vedieť, že výmenníky tepla môžu prenášať teplo medzi plynmi alebo medzi plynmi a kvapalinami. Rozlišujeme nasledujúce páry médií, ktoré sú obsluhované výmenníkmi tepla:

- kvapalina-kvapalina,
- plyn-plyn,
- kvapalina-plyn.

Nižšie sú opísané jednotlivé páry médií, ktoré môžu spolupracovať s rôznymi výmenníkmi tepla.

Výmenníky tepla typu kvapalina-kvapalina

Výmenníky tepla typu kvapalina-kvapalina sú zariadenia využívané na efektívnu výmenu tepla medzi dvoma kvapalinami s rôznymi fyzikálno-chemickými vlastnosťami (napr. pracovná teplota, teplota zamŕzania, hustota). Príkladmi takýchto systémov sú: voda-voda, voda-olej a voda-glykol. Tieto výmenníky nachádzajú uplatnenie v rôznych oblastiach, ako je chemický priemysel alebo energetika. Vďaka nim je možné účinné a energeticky úsporné prenos tepla medzi rôznymi médiami, čo prispieva k optimálnemu využitiu dostupnej energie.

Výmenníky tepla typu plyn-plyn

Výmenníky tepla typu plyn-plyn sa využívajú na prenos tepla medzi dvoma prúdmi plynov. Jedným z príkladov takého výmenníka je systém vzduch-vzduch, kde sa teplo prenáša medzi dvoma prúdmi vzduchu. Iným príkladom je výmenník spaliny-vzduch, kde sa teplo zo spalín rekuperuje a ďalej využíva v inštaláciách ústredného kúrenia, na ohrev vzduchu v spaľovacích komorách pecí a na sušenie pevných palív - napríklad dreva alebo uhlia. Výmenníky tepla typu plyn-plyn sa používajú v rôznych odvetviach, ako je chemický priemysel, energetika či potravinársky priemysel.

Výmenníky tepla typu kvapalina-plyn

Výmenníky tepla typu kvapalina-plyn sú zariadenia, ktoré umožňujú efektívnu výmenu tepla medzi kvapalinou a plynom. Tieto výmenníky fungujú v nasledujúcich pároch tekutín:

- voda-vzduch,
- glykol-vzduch.

Výmenník voda-vzduch sa často používa v inštaláciách vykurovania a klimatizácie, kde voda ohriata v kotloch prenáša teplo do vzduchu, ktorý je potom distribuovaný do miestností. Na druhej strane, výmenníky tepla glykol-vzduch nachádzajú uplatnenie v rôznych odvetviach priemyslu a v obytných budovách. Napríklad výmenník glykol-vzduch (GWO) má za úlohu zvýšiť efektivitu ventilačných zariadení, ktoré slúžia na ohrev vzduchu v zime a na jeho ochladzovanie v lete.

Výmenník tepla chladivo TČ Ba-26-20-F 0,52m² 5 kW

SK NT Ba-26-20-F

159.99

View

Výmenník tepla pre plyn freón chladivo Tepelné čerpadlá | Ba-68-32-F 2,18m² 22 kW

SK NT Ba-68-32-F

399.99

View

Výmenník tepla pre plyn freón chladivo Tepelné čerpadlá | Ba-68-50-F 3,4m² 35 kW

SK NT Ba-68-50-F

511.99

View

Druhy výmenníkov tepla podľa smeru prúdenia kvapaliny

• Sústokové - to sú zariadenia, v ktorých výmena tepla prebieha medzi dvoma prúdmi kvapaliny tečúcimi rovnakým smerom. Je to najmenej efektívny spôsob výmeny tepla (z hľadiska smeru prúdenia).
• Protiprúdové - to sú výmenníky tepla s oveľa vyššou účinnosťou v porovnaní so sústokovým systémom. Umožňujú dosiahnuť podobné teploty kvapalín na vstupe a výstupe z výmenníka.
• Krížové - to sú výmenníky, v ktorých jeden prúd tečie voči druhému pod pravým uhlom. Zriedka sa stretávame so 100% krížovým systémom - vyskytuje sa ako súčasť prúdenia v rúrkovom výmenníku.

Druhy výmenníkov tepla podľa materiálu, z akého sú vyrobené

Výmenníky tepla sa líšia z hľadiska materiálov, z ktorých sú vyrobené. Jedným z populárnych materiálov, z ktorých sa vyrábajú výmenníky tepla, je kyselinovzdorná nerezová oceľ (316L). Je to materiál s vysokou odolnosťou a vynikajúcimi tepelnými vlastnosťami. Iným často používaným materiálom je titán, ktorý sa vyznačuje vysokou odolnosťou proti korózii aj v slanom prostredí (napr. morská voda), zároveň je ľahký a pevný. Výmenníky tepla vyrobené z titánu sa často používajú v chemickom a petrochemickom priemysle, ako aj ako bazénové výmenníky - na ohrev vody v bazene.