Kotle a výměníky tepla (FSI-IKT)

Akademický rok 2026/2027
Garant: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.  
Garantující pracoviště: EÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština či angličtina
Typ předmětu: oborový předmět
Cíle předmětu:

Cílem je seznámit posluchače se základními částmi parních a teplovodních kotlů a principy jejich fungování. V rámci předmětu budou seznámení se základními palivy, jejich vlastnostmi a dopadu těchto paliv na konstrukci a provoz parních kotlů. Dále budou seznámeni s druhy kotlů a jejich výhodami a omezeními. Cílem cca jedné třetiny předmětu je dát studentům základní vhled do výměníků tepla. Studenti se seznámí se základními druhy výměníků, zásadami jejich konstrukce a návrhovým výpočtem. Nedílnou součástí bude i seznámení s provozními překážkami působící na návrh i provoz výměníků.
Student bude schopen aplikovat teoretické poznatky zejména z termomechaniky, hydromechaniky a přenosu tepla a hmoty při návrhu spalovacího zařízení a výměníku tepla.
Výstupy studia a kompetence:
 
Prerekvizity:

Znalosti termomechaniky a hydromechaniky
Obsah předmětu (anotace):

Předmět obsahuje dvě části. V první části proběhne seznámení se základními typy výměníků tepla (rekuperační, regenerační, směšovací). Studentky a studenti si osvojí základní principy návrhu volby a návrhu výměníků. Pozornost bude věnována i provozním problémům a jejich příčinám. V druhé části budou studentky a studenti seznámeni s provozními vlastnostmi parních a horkovodních kotlů. Jsou předneseny vlastnosti paliv a jejich dopady na návrh a provoz spalovacích zařízení v energetických centrálách. V neposlední řadě budou představeny základní spalovací technologie - kotle.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:

Podmínky zápočtu: dosažení 12 bodů z písemného testu (maximum 20 bodů).

Zkouška: písemná zkouška a ústní korekce. Písemná část se sestává z bodovaných otázek, pro úspěšné absolvování je třeba dosáhnout alespoň 50 % z dosažitelných bodů.


Účast na cvičeních kontroluje vedoucí cvičení. Cvičení jsou povinná. Omluvenou neúčast student nahradí po dohodě s vedoucím cvičení.
Přednášky jsou nepovinné.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 3 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod, základy přestupu tepla
2. Klasifikace výměníků tepla a jejich rozdělení, konstrukční specifika
3. Návrh výměníků tepla
4. Provoz výměníků tepla, provozní poruchy
5. Klasifikace kotlů, základní otázky při návrhů spalovacích zařízení, tuhá paliva a jejich vlastnosti
6. Kapalná a plynná paliva a jejich vlastnosti
7. Statika spalování, tepelná účinnost kotle, ztráty;
8. Ohniště, ohniště roštových kotlů
9. Ohniště práškových a fluidních kotlů
10. Kotle na spalování kapalných a plynných paliv, hořáky
11. Parní část kotle, ohřev spalovacího vzduchu
12. Termická zařízení na energetické využití biomasy a odpadů
13. Zplyňování, nové trendy ve spalování, Oxy-fuel
    Cvičení s počítačovou podporou 1. Vybrané kapitoly z termomechaniky
2. Úvod do energetických bilancí
3. Základy sdílení tepla
4. Přestup tepla, kriteriální rovnice
5. Základní návrh trubkového výměníku
6. Základní návrh deskového výměníku
7. Stechiometrické výpočty spalování tuhých paliv
8. Stechiometrické výpočty spalování plynných paliv
9. Ztráty kotle a účinnost
10. Výpočet základních parametrů fluidní vrstvy
11. Samostatný úkol
12. Samostatný úkol
13. Test, zápočet
Literatura - základní:
1. BALÁŠ, Marek. Kotle a výměníky tepla. Vyd. 2. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2013. ISBN 978-80-214-4770-7.
2. VILIMEC, Ladislav. Stavba kotlů I. Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita, 2002. ISBN 80-248-0076-4
3. BASU, Pabir., C. KEFA, L. JESTIN: Boilers and Burners. Springer 1999, ISBN 0-387-98703-7
4. Klass L.D.: Biomass for Renavable Energy, Fuels and Chemicals. Academic Press 1998 (ISBN98-84422)
Literatura - doporučená:
1. PAVELEK, Milan. Termomechanika. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2011. ISBN 978-80-214-4300-6
2. DLOUHÝ, Tomáš. Výpočty kotlů a spalinových výměníků. Vyd. 3. V Praze: Nakladatelství ČVUT, 1999. ISBN 978-80-01-03757-7
3. ŠESTÁK, Jiří a Rudolf ŽITNÝ. Tepelné pochody II: výměníky tepla, odpařování, sušení, průmyslové pece a elektrický ohřev. Vyd. 2. V Praze: Nakladatelství ČVUT, 2006c1997, 165 s. ISBN 80-01-03475-5
4. KUPPAN, Thulukkanam. Heat exchanger design handbook. New York: Marcel Dekker, 2000. Mechanical engineering (Marcel Dekker, Inc.). ISBN 0-8247-9787-6
5. G. F. HEWITT (executive editor): Heat Exchanger Design Handbook 1998, Begell House, New York, 1998.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-ETI-P prezenční studium TEP Technika prostředí -- zá,zk 5 Povinný 2 1 Z
N-ETI-P prezenční studium ENI Energetické inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 2 1 Z
N-ETI-P prezenční studium FLI Fluidní inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 2 1 Z
C-AKR-P prezenční studium CZS Předměty zimního semestru -- zá,zk 5 Volitelný 1 1 Z