Neposreden prenos toplote iz gorečega goriva na hladilno tekočino ni mogoč. Pri ogrevalnih kotlih se to doseže z delovanjem posebne naprave. To je toplotni izmenjevalnik za plinski kotel. Življenjska doba naprave in njena učinkovitost sta odvisni od njene zasnove in materiala.
Glavna funkcija toplotnega izmenjevalnika za kotel
Za zgorevanje se v gorilnik kotla dovajata plin in zrak. Plin gori, sprošča toploto, produkti izgorevanja pa se odvajajo ven. Vir toplote je v tem primeru stacionarni element.
Hladilno sredstvo - voda ali antifriz - vstopi v izmenjevalnik toplote. To je naprava, ki zagotavlja izmenjavo toplote med dvema okoljema z različnimi temperaturami. Slednji se nahaja v zgorevalni komori nad gorilnikom. Voda, ki se giblje skozi toplotni izmenjevalnik, se segreva in dovaja v ogrevalne cevi. Najpogosteje je naprava v obliki niza plošč ali cevi. Večja kot je njegova delovna površina, bolje in hitreje se voda segreje.
Material izdelave
Toplotni izmenjevalnik za kotel je izdelan iz trpežnih materialov, ki dobro prevajajo toploto, niso nagnjeni k koroziji in so dovolj odporni na pritisk. Ker je treba upoštevati tudi stroške materiala, je izbira omejena.
Jeklo
To je najbolj dostopen material. Jeklo je zelo močno, vendar ga je mogoče dobro obdelati. Cena je nizka. Prednost te možnosti je odpornost na visoke temperature. Jeklo je plastično in pri segrevanju ne poči in se ne deformira niti na mestih v stiku z gorilnikom.
Jekleni toplotni izmenjevalnik za kotel na trda goriva ali plin je nagnjen k koroziji. Voda v ceveh in produkti zgorevanja v kotlovnici imajo uničujoč učinek na material. To vpliva na vzdržljivost. Jekleni model tehta veliko, kar vodi do dodatne porabe goriva za ogrevanje samega elementa.
Toplotni izmenjevalnik iz nerjavečega jekla je odporen proti koroziji in traja najmanj 50 let.
Lito železo
Material je veliko bolj odporen proti koroziji kot jeklo in se ne boji rje in delovanja kislinskih anhidridov. Življenjska doba doseže 50 let. Vendar pa je lito železo krhka zlitina in lahko pod vplivom temperature poči. Da bi se izognili poškodbam, je treba litoželezni cevni izmenjevalnik toplote oprati: če se uporablja navadna voda, potem enkrat letno; če je antifriz - enkrat na 2 leti; če je destilirana tekočina - enkrat na 4 leta.
Teža elementa iz litega železa je še večja, zato je treba za ogrevanje porabiti več goriva in časa.
Baker
Baker je plemenita kovina, ki ni dovzetna za nobeno vrsto korozije. Je kemično inerten in dobro prenaša pritisk. Baker bolje prevaja toploto, zato je za ogrevanje samega elementa in tekoče tekočine potrebno manj goriva.Teža bakrenega modela je majhna, dimenzije so kompaktne z zelo razvito delovno površino.
Slabost je visoka cena. Prav tako je bakreni izmenjevalnik toplote preveč občutljiv na segrevanje do visokih temperatur. Pogosteje najdemo v kotlih tujih proizvajalcev.
Razvrstitev izmenjevalnikov toplote
Plinski kotli lahko opravljajo več funkcij. Glavna stvar je ogrevanje doma. Vendar pa modeli z dvojnim krogom ogrevajo tudi vodo za različne gospodinjske potrebe: od pomivanja posode do kopalnice. Na tej podlagi se razlikujejo toplotni izmenjevalniki.
Primarni
Služi ogrevalnemu sistemu. To je cev s precej velikim premerom, upognjena v obliki tuljave v eni ravnini. Za povečanje delovne površine naprave so tukaj nameščene plošče različnih velikosti.
Primarni toplotni izmenjevalnik je najbolj obremenjen. Od zunaj nanj vplivajo produkti zgorevanja - saje, umazanija, kislinski anhidridi, od znotraj - soli, raztopljene v hladilni tekočini. Za zmanjšanje obrabe je del prevlečen z barvo in obdelan z antikorozijskimi spojinami.
Najboljša možnost je toplotni izmenjevalnik iz nerjavečega jekla ali bakra, saj ni podvržen rji in se ne boji usedlin soli.
Sekundarno
Tak izmenjevalnik toplote ogreva tekočino za oskrbo s toplo vodo. Njegova temperatura ogrevanja je nižja, vendar se ne splača ogrevati vode za domače potrebe nad +60 C. Najpogosteje je to zasnova plošče: sestavljena je iz številnih plošč z ekstrudiranimi prehodi, skozi katere kroži voda iz pipe.Večprehodni modeli so učinkovitejši, saj znotraj ene plošče tekočina večkrat spremeni smer, to pomeni, da ostane v njej dlje in se bolje segreje. Izdelan je iz jekla, bakra, aluminija.
Bitermično
Sestavljen je iz 2 cevi, ki sta vstavljeni ena v drugo. Po notranjem se giblje hladilna tekočina, po zunanjem pa voda za toplo vodo. Ogrevalna tekočina se segreva v zgorevalni komori in delno prenaša toploto na vodo za gospodinjske potrebe.
Zasnova je veliko cenejša. A čeprav se voda tukaj segreje hitreje, je njena prostornina omejena. Poleg tega je bitermični izmenjevalnik toplote zelo občutljiv na kakovost vode in se veliko hitreje umaže. Čiščenje naprave ni dovolj. Da bi preprečili hitro zamašitev in okvaro, je treba na vhodu namestiti vodne filtre.
Kombiniranega izmenjevalnika toplote ni mogoče očistiti kot običajnega ločenega. Če pride do velikih usedlin soli ali zamašitve, bo treba element zamenjati.
Kriteriji izbire
Pri izbiri naprave se upošteva namen - v tem primeru gre za ogrevanje hladilne tekočine in vrsto medija - para, voda, antifriz. Plinski kotel običajno deluje z vodo, vendar obstajajo izjeme.
Druga izbirna merila:
- Temperatura hladilne tekočine na vstopu in izstopu - potrebno je izračunati, koliko toplote naj prejme potrošnik. Na podlagi teh podatkov se izračuna moč izmenjevalnika toplote.
- Dovoljene izgube tlaka - tlak vode se zmanjša, ko gre skozi toplotni izmenjevalnik. Če pade prenizko, ne bo mogoče ustvariti dovolj visokega stolpca tople vode.
- Najvišja delovna temperatura na gorilniku doseže 600–700 C.Toplotni izmenjevalnik iz litega železa in jekla zdrži to temperaturo, bakreni toplotni izmenjevalniki pa to temperaturo prenesejo z nekaj težavami. Ne smete uporabljati aluminijastega modela.
- Največji delovni tlak – ne omejuje izbire dizajna ali materiala.
Dimenzije so pomemben parameter. Ob enakem izkoristku zavzame lupinasto-cevni toplotni izmenjevalnik 3–4-krat večjo površino kot ploščni toplotni izmenjevalnik.
Pravilno delovanje
Prevoz, namestitev in delovanje naprave za izmenjavo toplote so podrobno opisani v navodilih:
- Toplotni izmenjevalnik je nameščen v aparatu tako, da ima enostaven dostop za pregled in popravilo.
- Zagon poteka pri stabilnem tlaku in temperaturi. Temperature ne zvišajte hitreje kot 10 stopinj na minuto ali tlaka več kot 10 barov na uro.
- Ko je napolnjen z vodo, ostanejo zračni ventili in ventili za izmenjevalnikom toplote odprti. Po zagonu črpalke se zaprejo. Na ta način se doseže stabilen tlak.
- Parametre ogrevanja morate gladko spreminjati. Počasneje kot se to dogaja, dlje bodo trajala tesnila in sam izmenjevalnik toplote.
- Napravo je treba občasno očistiti. Ploščo očistimo neposredno v okvirju, nato plošče odstranimo in operemo. Možna je tudi druga metoda: najprej odstranite in nato očistite plošče. Čiščenje cevnih strojev ni priporočljivo. V primeru kompleksnih zamašitev tehnik namesti čep.
- Pred ponovnim zagonom preverite stanje vseh tesnil. Tlak in temperatura sta nastavljena kot pri prvem zagonu.
Da bi preprečili nabiranje soli, je na vodovodni cevi pred vhodom v kotel nameščen filter.
Možne napake
Večina težav zahteva posredovanje specialista. Nekatere lahko uporabnik odpravi:
- Zmanjšan tlak - če je posledica kontaminacije, je dovolj, da očistite izmenjevalnik toplote. Če povezava z omrežjem ni pravilna, morate povezavo preveriti z risbo v navodilih.
- Zmanjšana učinkovitost - v primeru mehanske kontaminacije se naprava opere. Če je razlog kopičenje olja ali podstandardnih plinov, so nameščene dodatne naprave za njihovo odstranitev.
- Puščanje - najpogosteje nastane zaradi razgradnje tesnil. Zamenjajo se.
- Mešanje delovnih medijev - nastane, ko plošče ali cevi korodirajo. Plošče je mogoče delno zamenjati, vendar bo treba vgraditi nov cevni toplotni izmenjevalnik.
Med veljavnostjo garancije je prepovedano sami odpirati izmenjevalnik toplote in izvajati kakršna koli popravila.
Priljubljeni proizvajalci
Toplotne izmenjevalnike proizvajajo številni proizvajalci. Najbolj priljubljena podjetja v letu 2019 so bila naslednja.
Navien
Največji korejski proizvajalec. Proizvaja izdelke namenjene gospodinjskim kotlom. Prednost je odpornost na nizko kakovost vode in vodno kladivo. Naprava je popolnoma prilagojena slabšim pogojem delovanja.
Baxi
Italijanski proizvajalec. Na trgu predstavlja stenske in talne kondenzacijske kotle z litoželeznim toplotnim izmenjevalnikom ter električne grelnike.
Podjetje izdeluje primarne toplotne izmenjevalnike iz bakra in medenine. Za sekundarne plošče se uporablja nerjavno jeklo. To poveča stroške izdelkov, vendar zagotavlja največjo vzdržljivost.
In drugi
Na trgu so še drugi vredni proizvajalci:
- Fondital Victoria Compact je italijansko podjetje. Ponuja visoko zmogljive bitermične bakrene toplotne izmenjevalnike.
- Beleto je znana ruska tovarna, ki proizvaja različno plinsko opremo. Proizvaja jeklene, litoželezne in bakrene toplotne izmenjevalnike različnih vrst.
- Ariston - ponuja aluminijaste in bakrene toplotne izmenjevalnike. Materiali so neobčutljivi na korozijo, tehnologija izdelave pa zagotavlja njihovo trdnost.
Če je treba pri zamenjavi naprave povečati učinkovitost kotla, se za izračun zahtevanih parametrov posvetujte s strokovnjakom.
