Technický slovník

Ventil je mechanické zařízení regulující tok tekutin (plynů, fluidizovaných (zkapalněných) tuhých látek, kalů a kapalin) a to otevřením, zavřením nebo částečným blokováním různých průchodů.

Uzavírací sedlo uzavírá v ose proudu a proto má ventil (v porovnání se šoupětem) velkou tlakovou ztrátu.

Jde o armaturu, jejíž konstrukce umožňuje pohyb kapaliny pouze jedním směrem.

Této vlastnosti se využívá všude tam, kde nechceme, aby se kapalina vracela zpět (například na vodoměrné sestavě).

Pojišťovací ventil je zařízení, umístěné na uzavřené nádobě, nejčastěji kotli. Má za úkol při zvýšení tlaku nad určitou mez vypouštět přebytečné médium z nádoby, aby se tak předešlo jejímu roztržení.

Nejjednoduší a první konstrukcí pojišťovacího ventilu je otvor, přikrytý zatíženou záklopkou. Takový ventil se dodnes používá například na Papinově hrnci.

Toto řešení má ale mnoho nevýhod. Je to například špatná funkce v prostředí, kde se vyskytují vibrace (například v dopravních prostředcích). Takový ventil funguje jen ve vertikální poloze. Má také velké rozměry pro větší tlaky a průtočné objemy.

Většina pojišťovacích ventilů proto využívá jedné nebo několika pružinami, které přitlačují záklopku k vypouštěcímu otvoru. Obvykle je možno měnit napětí pružiny a tím i tlak, na nějž je ventil nastaven. Vhodným tvarem záklopky a otvoru lze navíc zajistit hysterezi ventilu, je-li to třeba.

Určité druhy tlakových nádob (například parní kotel) musí mít ze zákona alespoň dva nezávislé pojišťovací ventily schváleného typu, schopné vypustit více média, než v nádobě vzniká. Seřízení ventilů podléhá příské kontrole.

Ventil, který udržuje konstantní tlak za výstupním hrdlem.

RTL ventil se používá pro napojení jedné smyčky podlahového vytápění na rozvod klasického vytápění topnými tělesy. Typické použití je pro zajištění tepelné pohody v koupelně nebo v kuchyni. RTL ventil reguluje průtok podlahovou smyčkou podle teploty ve zpětném vedení.

Regulační komplet se obvykle skládá z nástěnné skříňky s namontovaným RTL ventilem, ochranného stavebního krytu, termostatické hlavice a krytu pro zakončení se stěnou.

Použití přepouštěcího ventilu
Přepouštěcí ventil se používá v soustavách s nuceným oběhem. Při poklesu průtoku soustavou (např. při uzavření termostatických ventilů na otopných tělesech) dojde k vzestupu tlaku dodávaného oběhovým čerpadlem. Zvýšení tlaku může způsobit přetápění nebo nedotápění některých částí soustavy a současně může být zdrojem nežádoucího hluku soustavy.
Přepouštěcí ventil zamezuje nežádoucímu zvýšení tlaku a zajišťuje minimální průtokové množství.
Připojovací potrubí k přepouštěcímu ventilu by mělo mít co nejmenší tlakové ztráty, tedy co nejkratší a s minimálním hydraulickým odporem.

Nastavení a funkce přepouštěcího ventilu
Na přepouštěcím ventilu se nastaví otevírací přetlak, který odpovídá tlakové ztrátě celého systému při plném výkonu.
Při osazení na samostatnou větev soustavy se nastaví přetlak odpovídající tlakové ztrátě daného úseku. Pokud dojde k poklesu průtoku, vzroste tlak dodávaný čerpadlem a otevře se přepouštěcí ventil.
Přepouštěcí ventil pak udržuje konstantní tlak dodávaný oběhovým čerpadlem.

Jde o armaturu jejíž naminulační rozsah je 90 °. Pod tímto úhlem dojde k otevření nebo uzavření armatury.

Nejvhodnějším reprezentantem této skupiny armatur je klasická pípa.

Vhodnější názvem je kulový kohout. Jde totiž o armaturu, u které uzavírací element tvoří část duté koule a otočením o 90 ° dojde k otevření nebo uzavření armatury (stějně jako u kohoutu).

Tato armatura není příliš vhodná pro rozvody vody, které se na zimu vypouštějí. V kulové uzavírací části většinou i po vypuštění zůstane voda a její zmrznutí následně způsobí destrukci armatury.

Šoupátko je součást některých druhů uzávěrů, regulátorů a vnitřních rozvodů parních strojů. Slouží k uzavírání otvorů, kterými proudí nějaká látka.

Uzavírací srdce uzavírá kolmo na osu proudu tekutiny.

Má podstatně nižší tlakovou ztrátu než klasický ventil.

Skládá se ze tří nebo čtyř částí - závitového kusu, těsnícího koužku a případně trnu (oba podle materiálu potrubí) a převlečné matice.

Při utažení převlečné matice dojde k přitlačení těsnícího kroužku k zavitovému kusu (těsnění "kov na kov"), následně k částečné deformaci těsnícího kroužku, který se tak obepne okolo trubky a vytvoří těsný spoj.
Pokud šroubení obsahuje trn, je tento trn vtlačen do trubky a zabraňuje její deformaci (plastová a měděná potrubí).

Regulační a uzavírací šroubení se používají pro regulaci nebo uzavření průtoku vody z otopného tělesa. Výhodou šroubení je, že dovolují uzavření a odpojení otopného tělesa bez nutnosti vypuštění celého systému.

Plynule nastavitelná kuželka s měkkým těsněním zaručuje velmi přesnou regulaci průtoku do otopného tělesa a tím umožňuje přesné vyvážení systému.
Kuželka nesmí být při natlakované soustavě úplně vyšroubována.

Šroubení jsou též opatřena těsněním krytu, které zamezuje odkapávání vody v případě opotřebení gumových těsnění kuželky.

1. Podle provedení a poměru průtoku Q a výtlačné výšky H:

   • Čerpadla o malém průtoku a vysoké výšce - zubová, lamelová, pístová, vřetenová, zvláštní odstředivá, ...
   • Čerpadla o středním průtoku a výšce - obecně odstředivá čerpadla, odstředivá s paprskovými koly, periferická, některé typy vřetenových čerpadel,...
   • Čerpadla o velkém průtoku a malé výšce - vrtulová axiální, odstředivá kalová, drenážní, ...

   Samozřejmě existují i čerpadla, která takto roztřídit nelze, jako například čerpadla průmyslová která mohou být i obřích rozměrů - odstředivá i vícevřetenová, naproti nim existují i čerpadla dávkovací, hadicová, vibrační nebo membránová, mamutky, ejektory, trkače, či různá jiná jednoúčelová čerpadla.

2. Podle čerpacího principu:

   • Hydrostatická čerpadla (objemová)
     

     Klasickým představitelem je stojanové čerpadlo pro ruční čerpání vody ze studní. Dále strojní pístová čerpadla, zubová, vřetenová... K dopravě kapaliny dochází přímým silovým periodickým, nebo spojitým působením na oddělený objem kapaliny napojený v daném okamžiku na sací potrubí a později na výtlačné potrubí. Charakteristickým rysem těchto čerpadel je relativně neměnný průtok (při neměnných otáčkách), daný konstrukcí, přičemž výtlačná výška je dána silou pohonu. Výtlačná výška může dosáhnout i destrukčních hodnot, je proto nutné zařízení chránit pojistným ventilem, který je u některých čerpadel součástí konstrukce. V souřadnicích Q-H je charakteristikou těchto čerpadel teoreticky svislá čára Q = konst. Její zakřivení je převážně způsobeno vnitřními průsaky mezi pracovními plochami při vyšších H (dané též technickým stavem) a zatížením pohonu.

     Čerpadla vibrační a membránová jsou také objemová čerpadla, jejich charakteristiky jsou však odlišné. U vibračních čerpadel při zvyšování H se většinou průběžně zmenšuje zdvih (při zvětšujícím se proudovém zatížení) , u membránových čerpadel bývá obvyklé omezení zdvihu při konkrétním H dané konstrukcí a dochází k samoregulaci.

   • Hydrodynamická čerpadla
     

     Hydrodynamická využívají pro svou činnost dynamických sil, jako jsou síly odstředivé a principy dynamického převodu energie rychlostní na tlakovou.

     Patří mezi ně odstředivá čerpadla i čerpadla periferická a čerpadla s paprskovými koly a bočním kanálem.

     Čerpadla odstředivá dále rozdělujeme na čerpadla s vířivými oběžnými koly, která pracují sice s menší účinností ale mají velkou průchodnost, na rozdíl od odstředivých čerpadel s uzavřenými, nebo polouzavřenými oběžnými koly, která umožňují lepší vedeni kapaliny, mají vyšší účinnost, průchodnost je však dána rozměrem kanálu oběžného kola.

     Silové působení na kapalinu v kanále oběžného kola je dáno odstředivou silou vzniklou rotací oběžného kola. Energie, kterou kapalina takto získá je převážně rychlostní a musí se přeměnit na tlakovou. Zařízení, které tuto přeměnu provádí je difuzor. Jedná se o rozšiřující se kanál, do kterého kapalina vstupuje určitou rychlostí a vystupuje nižší rychlostí. Z konstrukce oběžného kola je patrno že již sám kanál oběžného kola je svým tvarem difuzor, takže již v něm dochází k částečné přeměně energie rychlostní na tlakovou. V souřadnicích Q-H je charakteristikou těchto čerpadel klesající křivka. Obvodová rychlost oběžného kola a velikost odstředivé síly je dána rychlostí rotace a má pro každé čerpadlo svou konkrétní, maximální hodnotu.

   Existence tohoto konkrétního maxima je zásadní rozdíl mezi čerpadly hydrostatickými a hydrodynamickými.

Čerpadlo, neboli pumpa je stroj, který dodává kinetickou, potenciální, nebo tlakovou energii kapalině (případně i plynu nebo emulzi), která skrz něj protéká.

Čerpadlo, které má za úkol zvýšit tlak plynu.

Vývěva je zařízení k odčerpávání vzduchu či jiných plynů z uzavřeného prostoru. Slouží k výrobě vakua.

Vývěva je vlastně vzduchové čerpadlo. Proto podobně jako u čerpadel existuje mnoho konstrukčních řešení vývěv. Vhodný typ se pak volí podle požadavků na čistotu vakua a objemy vyčerpávaných plynů.

Čerpadlo s oběžným kolem; oběžné kolo může být radiální, diagonální.

Čerpadlo s hermeticky uzavřeným motorem vestavěným do těla čerpadla, které se ponoří do čerpané kapaliny a tato je pak tlakem dopravena na cílové místo.

Základní myšlenkou tepelného čerpadla je přečerpání nízkopotencionální tepelné energie na energii s vyšším tepelným potenciálem. Nositelem energie je v tomto případě tekutina (chladivo), kdy podle platných fyzikálních zákonů dochází při jejím odpařování k odnímání tepla svému okolí a naopak předání tepla při kondenzaci tekutiny. Základní podmínkou je ovšem prostředí, ze kterého je možné trvale odebírat tepelnou energii.

Tepelné čerpadlo se skládá ze čtyř základních částí: kompresoru, kondenzátoru, expanzního ventilu a výparníku. Ve výparníku tepelného čerpadla dochází k odpaření chladiva a tudíž přeměně kapaliny na plyn, který je poté kompresorem stlačen. Díky stlačení dochází k zahřátí plynu na teplotu, při které plyn v kondenzátoru zkapalní. Mění tedy své skupenství a tudíž předává energii svému okolí, kterou je možno dále využívat. V expanzním ventilu se chladivo seškrtí na původní nízký tlak, a oběh se opakuje.

Účinnost tepelného čerpadla je dána tzv. topným faktorem. Je dán poměrem topného výkonu (množství získaného tepla) a příkonu (energie pro pohon kompresoru) tepelného čerpadla. Topný faktor závisí na teplotě zdroje tepla a na výstupní teplotě z čerpadla, při které je teplo spotřebováváno. Je to hodnota, která se vždy vztahuje na určitý provozní stav.

Proces nebo zařízení na úpravu teploty a vlkkosti vzduchu.

Tento pojem bývá velmi často nesprávně používán pro zařízení vzduchotechniky, ve kterém dochází pouze k úpravě teploty vzduchu.

Zařízení pro úpravu teploty, rozvod a výměnu použitého vzduchu z interiéru za vzduch venkovní.

Často se plete s klimatizací, ale u klimatizace dochází k úpravě teploty a vlhkosti vzduchu.

Teploměr je zařízení sloužící k měření teploty.

Většinou je princip teploměru založen na tepelné roztažnosti jednotlivých látek, kdy je objem měrné látky závislý na její teplotě. Tyto teploměry se pak nazývají dilatační. V současnosti však existují i další metody zjišťování teploty.

• Kapalinový teploměr - Teploměr, ve kterém se k měření teploty využívá teplotní roztažnosti teploměrné kapaliny (rtuť, líh apod.).
• Bimetalový teploměr - Teploměr, ve kterém se k měření teploty využívá bimetalový (dvojkový) pásek složený ze dvou kovů s různými teplotními součiniteli délkové roztažnosti. Při změně teploty se pásek ohýbá a tento pohyb se přenáší na ručku přístroje.
• Plynový teploměr - Teploměr, ve kterém se k měření teploty využívá závislost tlaku plynu na teplotě při stálém objemu plynu, popř. závislost objemu plynu na teplotě při stálém tlaku.
• Odporový teploměr - Teploměr, ve kterém se k měření teploty využívá závislost elektrického odporu vodiče nebo polovodiče na teplotě.
• Termoelektrický teploměr (termočlánek) - Teploměr, ve kterém se k měření teploty využívá termoelektrický jev (elektrony, které jsou nositeli elektrického proudu se významně podílejí na vedení tepla). Změnou teploty spoje dvou různých kovů se mění vzniklé termoelektrické napětí.
• Radiační teploměr (Infrateploměr) - Teploměr určený k měření vysokých teplot založený na zákonech tepelného záření (Planckův vyzařovací zákon, Wienův zákon, Stefanův-Bolcmanův zákon). Měří záření vysílané tělesy do okolí (na stejném principu pracují i světelná infračidla či naváděné střely).

Speciální teploměry:

• Kontaktní teploměr - Sepne kontakt při dosažení nastavené teploty. Používá se v regulaci a automatizaci, např. termostat pro klimatizaci nebo akvárium.
• Maximo-minimální teploměr - Teploměr ve tvaru "U", který si pamatuje maximální a minimální dosaženou teplotu za sledované období (od posledního nulování). Používá se např. v meteorologii.

Rosný bod je teplota, při které je vzduch maximálně nasycen vodními parami (relativní vlhkost vzduchu dosáhne 100%). Pokud teplota klesne pod tento bod, nastává kondenzace.

Vzduch za určité teploty může obsahovat jen určité množství vodních par. Čím je teplota vzduchu vyšší, tím více vlhkosti pojme. Pokud se vzduch začne ochlazovat, vodní páry začnou kondenzovat. Podmínkou je ale přítomnost kondenzačních jader.

Rosný bod lze považovat za jiné vyjádření absolutní vlhkosti vzduchu.

Příklad:
Když se sprchujete, v koupelně stoupá teplota a vzdušná vlhkost. Jakmile vlhkost vzduchu dosáhne rosného bodu, začne voda kondenzovat na zrcadle, jehož teplota je nižší než teplota vzduchu (teplota zrcadla je nižší než hodnota rosného bodu). Jakmile se po chvíli zrcadlo zahřeje na okolní teplotu, sražená vodní pára se ztratí.

Termostatické hlavice umístěná na ventilu otopného tělesa omezuje přehřívání interiéru v době, kdy se do interiéru dostávají tepelné zisky (např. sluneční záření, vaření a podobně).

Princip termostatického ventilu je velice jednoduchý, účinný a přispívá ke snížení nákladů na vytápění.
Kapalina v nádobce uvnitř ventilu se ohřátím roztáhne, čímž se z nádobky vysune píst, který přímo působí na uzavírací ventil tělesa. Tím dojde k okamžitému omezení průtoku teplé vody tělesem.
Při ochlazení prostoru a tedy i kapaliny se dřík vrací a ventil otopného tělesa se opět otevře.

V oboru čerpadel se používá jednotka tlaku daná tíhovým působením sloupce kapaliny dané hustoty (vody) vyjádřená výškou sloupce H v metrech.

Při dopravě kapaliny požadovaného jednotkového množství - průtoku Q, musí čerpadlo vyvodit tlak - výšku, kterou rozdělujeme do několika složek:

• geodetická: čerpadlo dopravuje kapalinu z jedné geodetické úrovně do druhé - překonává výškový rozdíl
• tlaková: čerpadlo dodává kapalinu pod určitým tlakem
• rychlostní: pro dopravu kapaliny daného množství stanoveným průřezem potrubí musí čerpadlo kapalinu urychlit
• ztrátová: při přepravě kapaliny potřebnou rychlostí proudění musí překonat tření kapaliny o stěny potrubí, dodat energii ztracenou vířením, překonat ztráty v armaturách, dodat energii případnému měřidlu (průtokoměru), apod.

Všechny tyto výšky vyjadřujeme v metrech a celková výška H, kterou musí čerpadlo při požadovaném průtoku Q vyvodit, je dána jejich součtem.

shlukování dispergovaných částic ve větší agregované celky poutané adhezními silami (mezimolekulovými).

[Tuček F., Chudoba J., Koníček Z.: Základní procesy a výpočty v technologii vody, SNTL, Praha 1988, str. 485 ]

každou reálnou vodu můžeme považovat za disperzní soustavu. Disperzní soustava je systém, který se skládá nejméně ze dvou druhů hmoty, z nichž jedna je rozptýlena ve formě více nebo méně drobných částic. Rozptýlený druh hmoty se nazývá disperzní podíl (disperzum) a spojitý druh, v němž je disperzní podíl rozptýlen, se označuje jako disperzní prostředí (dispergens). Mluvíme-li o disperzním podílu jako složce disperzního systému, nazýváme jej disperzní fáze.

[Tuček F., Chudoba J., Koníček Z.: Základní procesy a výpočty v technologii vody, SNTL, Praha 1988, str. 485 ]

je objem kapalné fáze (filtrátu), jenž projde jednotkou filtrační plochy za jednotku času.

[Tuček F., Chudoba J., Koníček Z.: Základní procesy a výpočty v technologii vody, SNTL, Praha 1988, str. 574 ]

tato hodnota udává množství kyslíku potřebného k oxidaci organických látek za použití silných oxidačních činidel.

[Tuček F., Chudoba J., Koníček Z.: Základní procesy a výpočty v technologii vody, SNTL, Praha 1988, str. 11 ]

je sdílení hmoty mezi kapalinou a tuhou látkou. Adsorpcí na tuhých látkách (v oblasti úpravy vody se nejčastěji používá aktivní uhlí) se z kapalin odstraňují některé rozpuštěné složky. Mizení rozpuštěné látky z kapalné fáze je způsobeno tím, že její molekuly se hromadí na povrchu tuhé látky. Tuhá fáze se nazývá adsorbent, látka, která se hromadí na jejím povrchu se jmenuje adsorbát. Množství látek, které se z roztoku adsorbují na tuhé látce, závisí na povaze adsorbentu, rozpuštěných látek a rozpouštědla. Uplatňují-li se při adsorpci mezimolekulové síly (souhrnně nazývané van der Waalsovy síly, jde o tzv. fyzikální adsorpci. Jestliže dochází ke sdílení elektronů mezi adsorbátem a adsorbentem jako u chemických sloučenin, jde o chemisorpci. Jsou-li síly projevem elektrické přitažlivosti mezi adsorbentem a adsorbátem, jde o iontovou adsorpci. U většiny adsorpčních jevů se uplatňují různé typy adsorpce. Jednotlivé síly působí současně a obvykle bývá velmi obtížné rozlišit, v jaké míře se jednotlivé typy adsorpce na celkovém efektu podílejí.

[Tuček F., Chudoba J., Koníček Z.: Základní procesy a výpočty v technologii vody, SNTL, Praha 1988, str. 54 ]

je podobný proces jako adsorpce, ale při absorpci dochází k mnohem hlubšímu pronikání částic z jedné fáze do druhé (obdoba rozpouštění).

[Tuček F., Chudoba J., Koníček Z.: Základní procesy a výpočty v technologii vody, SNTL, Praha 1988, str. 54 ]

se připravuje z různých surovin, např. z kostí, ořechových skořápek, z kvalitního uhlí, ropných produktů atd. Nejčastější a nejdostupnější obnovitelnou surovinou jsou však dřevěné odpady (nejlépe bukové nebo březové piliny). Při výrobě aktivního uhlí se vstupní materiál tepelně zpracovává. Rozlišují se dva procesy karbonizace a vlastní aktivace. Karbonizace probíhá bez přístupu vzduchu při teplotách do 600 °C. Proces tzv. fyzikální aktivace je obvykle prováděn v atmosféře CO2, CO, vodní páry nebo i různých speciálních plynů za teploty do 1000 °C. Při chemickém způsobu aktivace se přídavkem některých látek (např. ZnCl2, H3PO4, aj.) k vstupnímu materiálu ovlivní průběh pyrolýzy a během jedné operace se získá poměrně kvalitní aktivní uhlí. Při těchto procesech vzniká mikropórovitá struktura, jejíž povrch měří kolem 1000 m2/g. V produktu vznikají tři druhy pórů: mikropóry (poloměr < 1,8 až 2 nm), přechodné póry (poloměr 2 až 30 nm) a makropóry (poloměr > 30 nm). Více než 95% celkové plochy specifického povrchu připadá na mikropóry, které jsou také pro vlastní adsorpci nejvýznamnější.

[Tuček F., Chudoba J., Koníček Z.: Základní procesy a výpočty v technologii vody, SNTL, Praha 1988, str. 71 ]

objem kapalné fáze (filtrátu), jenž projde jednotkou filtrační plochy za jednotku času.

[Tuček F., Chudoba J., Koníček Z.: Základní procesy a výpočty v technologii vody, SNTL, Praha 1988, str. 574 ]