MENU
Výměníky tepla Ostrava

Výměník pro tepelné čerpadlo

Kondenzátor pro tepelné čerpadlo

Kondenzátor je výměník tepelného čerpadla na jeho sekundárním okruhu. Horké chladivo v kondenzátoru předává teplo topné vodě. Horké chladivo vstupuje ve fázi výparů do výměníku a tam se ochlazuje, kondenzuje a po zkondenzování se ještě podchladí. Teplo předané topné vodě pochází převážně ze změny skupenství (tzn. zkapalnění chladiva). Jedním z parametrů výpočtu výměníku pro tepelné čerpadlo je kondenzační teplota chladiva.

Orientační přehled kondenzátorů

Jako kondenzátor se používají obvykle deskové výměníky

  • SWEP B8TH, B8LASH (pro výkony 3–10 kW, B8LASH je asymetrický; vývody kombo ¾"); výměník je vhodný jako kondenzátor pro klimatizační jednotku Sinclair Split ASGE, pokud se upravuje na tepelné čerpadlo,
  • SWEP B26H, B26FH (asymetrický výměník 5–20 kW navržen pro tepelná čerpadla; pájecí vývody na primárním, vnější závit ISO G 1" na sekundárním okruhu),
  • SWEP B25TH, B85H, B86H (pro výkony 10–50 kW, klimatizace; vývody kombo 1", příp. kombo 1 ¼"),
  • SWEP B18H, B185H, B16DW (pro metan, CO2 CO2 katalog PDF až 140 atmosfér; vývody dle požadavků zákazníka),
Kombo vývod 1 ¼"
Některé výměníky SWEP jsou osazeny vývody kombo ¾", kombo 1" nebo kombo 1 ¼"

Asymetrický výměník má užší kanálky ve vnitřním okruhu, který je určen pro chladivo. Na straně vody bývá zhruba 10x větší průtok než na straně chladiva. Takto je výměník optimalizován pro klimatizace a tepelná čerpadla.

Kombo vývod 1 ¼"
Některé výměníky SWEP jsou osazeny kombo vývody kombo ¾", kombo 1" nebo kombo 1 ¼"

Provedení SWEP B25TH je mezi techniky oblíbeno, protože má čistě pájecí vývody na straně chladiva. SWEP B85H a B86H mají vyšší účinnost oproti B25TH, jejich vývody jsou kombo: lze je šroubovat a zevnitř také pájet (vizte obrázek, pro výkres vývodu klikněte). Nejvyšší účinnosti dosahuje B86H, má ale také nejvyšší tlakové ztráty. Tlakové ztráty lze snížit navýšením počtu desek.

Všechny výměníky SWEP mají vývody z nerezové oceli a k pájení se používá pájka s obsahem stříbra min. 45 %.

Výměník pro tepelné čerpadlo

Orientační přehled kondenzátorů pro tepelná čerpadla, tzn. výměník slouží jako kondenzátor chladiva. Uvedeny jsou tlakové ztráty pro okruh vody (topení). Výpočet kondenzátoru je pro chladivo R410A na primární straně, na sekundární straně voda o teplotním spádu .

Výkon výměníku Model výměníku Tlaková ztráta
5 kW B26FHx18 4 kPa
10 kW B26Hx24 9 kPa
15 kW B26Hx40 8 kPa
20 kW B26Hx50 9 kPa
30 kW B85Hx70 18 kPa

Tlakovou odolnost výměníku lze odečíst z grafu v jeho produktovém listu. Tlaky jednotlivých chladiv je možné vyčíst z tabulek běžně dostupných na Internetu. Pro přehlednost jsou tlaky v barech pro běžně používaná chladiva R410A, R407C a R32 shrnuty do tabulky:

R32R410AR407CB8TH
B8LASH
B26H
B26FH
B25THB85H
B86H
64 °C42412946484652
66 °C44433046484652
68 °C47453246484652
70 °C48473346484651

Zamrznutí tepelného čerpadla, prasknutí výměníku

K prasknutí výměníku dochází nejčastěji v těchto dvou případech:

Výměník SWEP B26FH pro tepelné čerpadlo R410A
  • Provozní tlak chladiva je větší než konstrukční tlak výměníku. Systém musí obsahovat vysokotlaký presostat. Ten při překročení nastaveného pracovního tlaku vypíná kompresor (např. v případě závady).
  • Výměník nesmí zamrznout. Zamrznutí kondenzátoru hrozí při zpětném chodu čerpadla. Zpětný chod se spouští na několik minut za účelem odmražení výparníku. Přechodně do kondenzátoru přichází chladivo o teplotě menší než 0 °C. Proto za nepříznivých okolností hrozí zamrznutí vody v kondenzátoru. Zamrznutí se předchází správným použitím teplotních čidel (regulace), použitím nemrznoucí směsi či elektrickým ohřevem výměníku při reverzu.

Zmrznutí vody ve výměníku znamená zničení výměníku a obvykle i celkové poškození tepelného čerpadla, protože voda se může dostat do okruhu s chladivem. Proto SWEP dodává i speciální provedení nejběžněji používaného výměníku tepla SWEP B26H pro chladivo R410A: upravená verze B26FH má zaslepené kanálky v rohu u vstupu chladiva, kde je výměník k zamrznutí nejnáchylnější. Tím se celkově snižuje riziko "zamrznutí tepelného čerpadla".

Výparník pro tepelné čerpadlo

Výparník je výměník tepelného čerpadla na jeho primárním okruhu. V tomto výměníku se studené tekuté chladivo odpařuje. Systém bývá nastaven tak, že expanzní ventil před výparníkem sníží tlak. Tím se sníží teplota, při které dochází k varu. Výparníková teplota chladiva se nastavuje na teplotu okolo 0 °C, ale může to být i méně. Aby k odpaření chladiva došlo, musí se chladivu dodat teplo. Toto se odebere např. z okolního vzduchu nebo ze země (a předá se později do topné vody v kondenzátoru). Většina energie, která se takto z okolního prostředí předá chladivu, je uložena do změny skupenství.

Pro malé aplikace lze použít klasický deskový výměník SWEP. Přípoj chladiva na vstupu by nikdy neměl být větší než přípoj výstupu chladiva. Pro správnou funkci se má dodržet doporučená rychlost chladiva 10 až 25 m/s na vstupu a 5 až 10 m/s na výstupu (2,5 až 5 m/s je-li přípoj vodorovný); předchází se tím také akumulaci oleje ve výměníku.

Čerpadla o velkých výkonech vyžadují více desek ve výměníku. Je-li pro výparník potřeba více než 30 desek, bývá potřeba sáhnout ke specializovanému typu deskového výměníku (V-typ, P-typ, F-typ či Q-typ). Výměníky řady V jsou klasické výměníky vybaveny systémem pro rovnoměrnou distribuci chladiva (např. V25, V80). Bez tohoto opatření by při větším počtu desek chladivo proudilo jen deskami nejblíže vstupu a výměník by neměl předpokládanou účinnost a mohl by zamrznout. Distribuční systém není překážkou tomu, aby se takový výměník dal použít i jako kondenzátor.

Výměník bez distribučního systému použitý jako výparník
Klasický výměník bez distribučního systému použitý jako výparník. Pro větší výkony se používá specializovaný výměník — výparník (nejčastěji řada SWEP V a P)

Specializované typy (tj. většina výměníků řady V a zejména P-typ a další výparníky) nebývají skladem a musejí se nechat vyrobit.

Oddělovací výměník k tepelnému čerpadlu

Oddělovací výměník se používá např. k oddělení okruhu s nemrznoucí směsí od okruhu topné vody ve vytápění. Potom se venku může použít směs s glykolem a v okruhu vytápění uvnitř budovy je jen otopná voda. Oddělovací výměník může sloužit také k oddělení tepelného čerpadla od znečištěné nebo agresivní vody.

Pro zachování účinnosti tepelného čerpadla je potřeba co nejvíce přiblížit teploty obou okruhů. Pro většinu těchto aplikací obvykle doporučujeme SWEP E8Tx40, což je největší deskový výměník nízkotlaké řady.

Průtok Model oddělovacího výměníku Tlaková ztráta
1 m3/h E8THx20, B85Hx20 12 kPa
2 m3/h E8THx40, B85Hx30 15, resp. 19 kPa
3 m3/h B85Hx40 23 kPa
5 m3/h B85Hx60 30 kPa
10 m3/h B85Hx120 33 kPa
Orientační přehled výměníků pro oddělení okruhů

CZ ▿