Výměníky tepla pro parní aplikace typu Double:řada VTXD

Použití:

Výměníky jsou určeny výhradně pro ohřev kapalin kondenzující parou. Jedná se tedy o výměníky pára – kapalina, nejběžněji tedy o výměníky vodní pára – voda. Teplá strana je vždy v trubičkách, ohřívaná kapalina v plášti. Zapojení je vždy protiproudé. Výměníky jsou určené pro všeobecné použití v průmyslu, energetice a teplárenství, ve všech možných aplikacích vodní pára – voda.

Charakteristika:

Jedná se o šroubovicové výměníky tepla typu „pára – voda“, tedy o výměníky pro ohřev kapalin kondenzující vodní párou. Výměníky pracující výlučně v protiproudém zapojení a pára je vždy přiváděna do trubiček, uspořádaných v několika vrstvách do protiběžných šroubovic.

Z hlediska konstrukčního provedení je teplosměnná plocha navržena tak, že v určité části šroubovice, kde již nedochází ke kondenzaci páry, dojde ke změně průtočného průřezu trubiček. Na technické řešení je možné nahlížet také tak, že se jedná o zdvojené výměníky tepla, kdy v jediném společném plášti jsou dva šroubovicové výměníky zařazené do série. První z výměníků slouží pro kondenzaci páry, druhý pro ochlazování kondenzátu vzniklého z páry. Každý z těchto výměníků je navržen tak, aby co nejlépe splňoval daný požadavek. Proto je pro tyto typy zdvojených výměníků použito označení „Double“ Jako celek se pak výměník chová tak, že při jmenovité tlakové ztrátě na straně ohřívané vody kolem 22 kPa dosahuje extrémně vysokého měrného výkonu, přesahujícího 400 kW / m2. To je zhruba 4 x více než je obvyklé u výměníků běžné konstrukce, se stejnými teplotními parametry.

Je to měrný výkon, který pro stejné vstupní a výstupní teploty a při stejné hydraulické ztrátě na straně ohřívané vody není možné žádným jiným dosud existujícím typem výměníku dosáhnout.

Proti původním výměníkům řady VTX jsou, při stejném průměru pláště, výměníky VTXD o 420 mm na výšku kratší a pro stejnou tlakovou ztrátu na straně vody (jmenovitě 22 kPa) mají pak zhruba o 50 až 80 % větší tepelný výkon.

Teoretické objasnění fyzikálních vlastností výměníků VTXD je možné nalézt v publikované literatuře v části „ odborné články“

Základní provozní údaje výměníků VTXD - voda 65 na 85 °C

Na vstupním hrdle páry do výměníku je vždy příruba, stejné dimenze DN jako u výměníku stejného čísla řady VTX. Alternativně je ale možná volba příruby na tlaky PN40, PN25, PN16 nebo PN10. Na výstupu kondenzátu je příruba DN o tři až pět stupnů menší než na páře, tedy rozměrů DN6 až DN40, alternativně pro tlak PN6 až PN16, nebo je použit závitový spoj, vnější závit G ½ až 5/4“.

Na straně topné vody jsou alternativně příruby PN 6 až PN16 , dimenzí DN 25 až DN150, případně u menších výměníků závitový spoj do dimenze G 2“ s vnějším závitem. Vnější závit umožňuje použít šroubení s těsněním.

Výměník je nutné montovat vždy ve svislé poloze. Příruba pro vstup páry je vždy nahoře, pro výstup kondenzátu vždy dole. Štítek je umístěn tak, že je běžně parní strana vpravo. Záměna stran nečiní potíže. Konstrukčně a materiálově jsou výměníky VTXD vyráběny a dimenzovány stejně jako výměníky řady VTX, tedy u páry pro tlak 1,6 MPa a teplotu do 250 °C. Pro běžné topenářské účely je provozní tlakové dimenzování výměníku na straně vody na 2,5 MPa zcela zbytečné, a tak je pro tyto účely použito dimenzování na 0,6 až 1,6 MPa, a to důsledně podle použitých přírub. Provozní tlak je potom, podle použitých přírub, uveden na štítku výměníku.

Vlastní konstrukce výměníku je na 2,5 MPa, při teplotě 165 °C nebo 1,6 MPa při 250 °C. Praxe u výměníků řady VTX ukázala, že navazování běžného topenářského potrubí na původní příruby PN 40 přináší zbytečné komplikace a proto došlo u výměníků řady VTXD k výše uvedeným změnám připojovacích míst.

Porovnání výkonů výměníků VTX a VTXD

Výkon, u obou typů výměníků, je definován při ohřívání vody ze 65 na 85 °C sytou parou o absolutním tlaku 0,5 MPa, pro tlakovou ztrátu na ohřívané vodě 22 kPa, při teplotě kondenzátu 66 až 67 °C.

Pro provozní tlaky páry do 16 barů, u výměníků VTXD2 až VTXD5 a pro VTXD2 až VTXD9 pro tlak do 6 barů, nejsou, ve smyslu směrnice evropského parlamentu 97/23/ES, výměníky řady VTXD tlakovým zařízením. Rozhodující je údaj o provozním tlaku páry na štítku výměníku. Tento fakt velmi usnadňuje běžné používání těchto výměníků. Pro provozní tlak páry 16 barů jsou tlakovým zařízením, ve smyslu směrnice evropského parlamentu 97/23/ES, výměníky VTXD6 až VTXD21.

Ke všem výměníkům řady VTXD má výrobce k dispozici velmi dokonalý matematický popis jejich fyzikálních vlastností a chování - výpočtový program, který umožňuje výpočet konkrétního pracovního bodu výměníku tepla podle objednatelem zadaného výkonu, tlaku páry, teplot a ostatních požadovaných parametrů. Spolu s podrobným protokolem jsou z výpočtového programu k dispozici také grafy průběhů jednotlivých fyzikálních veličin ( teplot, tlaků, součinitelů přestupu a prostupu tepla a Reinoldsova čísla ) podél celé teplosměnné plochy výměníku. Z těchto grafů je možné velice dobře posoudit chování výměníku pro dané použití.

Výpočtový program, který pracuje se sytou vodní párou, je uvolněn pro komerční použití. Výpočtový program, který pracuje i s přehřátou vodní párou, ten pro komerční použití uvolněn není. Používání příslušného vypočtového programu VTXD p-k je popsáno na těchto www stránkách, včetně názorných ukázek obrazovek s výpočtem. Je zde i ukázka výpočtu pro přehřátou páru.

Návod k použití, ke stažení zde.

Katalog VTXD,rozměry a nákres VTXD

Fotogalerie

porovnání VTXD5 a VTX5