MENU
Výměníky tepla Ostrava

Výmenník pre tepelné čerpadlo

Kondenzátor pre tepelné čerpadlo

Kondenzátor je výmenník tepelného čerpadla na jeho sekundárnom okruhu. Horúce chladivo v kondenzátore odovzdáva teplo vykurovacej vode. Horúce chladivo vstupuje vo fáze výparov do výmenníka a tam sa ochladzuje, kondenzuje a po skondenzovania sa ešte podchladí. Teplo odovzdané vykurovacej vode pochádza prevažne zo zmeny skupenstva (tzn. skvapalnenie chladiva). Jedným z parametrov výpočtu výmenníka pre tepelné čerpadlo je kondenzačná teplota chladiva.

Ako kondenzátor sa používajú obvykle doskové výmenníky

  • SWEP B8TH, B8LASH (pre výkony 3–10 kW, B8LASH je asymetrický; vývody kombo ¾"),
  • SWEP B26H, B26FH (asymetrický výmenník 5–20 kW navrhnutý pre tepelné čerpadlá; spájkovacie vývody na primárnom, vonkajší závit ISO G 1" na sekundárnom okruhu),
  • SWEP B25TH, B85H, B86H (pre výkony 10–50 kW, klimatizácie; vývody kombo 1", príp. kombo 1 ¼").
  • SWEP B18H, B185H, B16DW (pre metán, CO2 CO2 katalog PDF až 140 atmosfér; vývody podľa požiadaviek zákazníka),
Kombo vývod 1 ¼"
Niektoré výmenníky SWEP sú osadené vývodmi kombo ¾", kombo 1" nebo kombo 1 ¼"

Asymetrický výmenník má užšie kanáliky vo vnútornom okruhu, ktorý je určený pre chladivo. Na strane vody býva zhruba 10x väčší prietok než na strane chladiva. Takto je výmenník optimalizovaný pre klimatizácie a tepelné čerpadla.

Kombo vývod 1 ¼"
Niektoré výmenníky SWEP sú osadené vývodmi kombo ¾", kombo 1" nebo kombo 1 ¼"

Prevedenie SWEP B25TH je medzi techniky obľúbené, pretože má spájkovacie vývody na strane chladiva. SWEP B85H a B86H majú vyššiu účinnosť oproti B25TH, ich vývody sú kombo: možno ich skrutkovať a zvnútra aj spájkovať (viďte obrázok, pre výkres vývodu kliknite). Najvyššej účinnosti dosahuje B86H, má ale tiež najvyššie tlakové straty. Tlakové straty možno znížiť zvýšením počtu dosiek.

Všetky výmenníky SWEP majú vývody z nerezovej ocele a na spájkovanie sa používa spájka s obsahom striebra min. 45 %.

Výmenník pre tepelné čerpadlo

Orientačný prehľad kondenzátorov pre tepelné čerpadlá, tzn. výmenník slúži ako kondenzátor chladiva. Uvedené sú tlakové straty pre okruh vody (kúrenia). Výpočet kondenzátora je pre chladivo R410A na primárnej strane, na sekundárnej strane voda o teplotnom spáde .

Výkon výmenníka Model výmenníka Tlaková strata
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

Tlakovú odolnosť výmenníka možno odpočítať z grafu v jeho produktovom liste. Tlaky jednotlivých chladív je možné vyčítať z tabuliek bežne dostupných na Internete. Pre prehľadnosť sú údaje pre bežne používaná chladiva R410A, R407C a R32 zhrnuté do tabuľky:

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

Zamrznutie tepelného čerpadla, prasknutie výmenníka

K prasknutiu výmenníka dochádza najčastejšie v týchto dvoch prípadoch:

Výmenník SWEP B26FH pre tepelné čerpadlo R410A
  • Prevádzkový tlak chladiva je väčší ako konštrukčný tlak výmenníka. Systém musí obsahovať vysokotlakový presostat. Ten pri prekročení nastaveného pracovného tlaku vypína kompresor (napr. v prípade poruchy).
  • Výmenník nesmie zamrznúť. Zamrznutie kondenzátora hrozí pri spätnom chode čerpadla. Spätný chod sa spúšťa na niekoľko minút za účelom odmrazenie výparníka. Prechodne do kondenzátora prichádza chladivo o teplote menšia ako 0 °C. Preto za nepriaznivých okolností hrozí zamrznutie vody v kondenzátore. Zamrznutiu sa predchádza správnym použitím teplotných čidiel (regulácia), použitím nemrznúcej zmesi či elektrickým ohrevom výmenníka pri reverzu.

Zamrznutie vody vo výmenníku znamená zničenie výmenníka a zvyčajne aj celkové poškodenie tepelného čerpadlá, pretože voda sa môže dostať do okruhu s chladivom. Preto SWEP dodáva aj špeciálne prevedenie najbežnejšie používaného výmenníka tepla SWEP B26H pre chladivo R410A: upravená verzia B26FH má zaslepenej kanáliky v rohu pri vstupe chladiva, kde je výmenník k zamrznutiu najnáchylnejší. Tým sa celkovo znižuje riziko "zamrznutia tepelného čerpadla".

Výparník pre tepelné čerpadlo

Výparník je výmenník tepelného čerpadla na jeho primárnom okruhu. V tomto výmenníku sa studené tekuté chladivo odparuje. Systém býva nastavený tak, že expanzný ventil pred výparníkom zníži tlak. Tým sa zníži teplota, pri ktorej dochádza k varu. Výparníková teplota chladiva sa nastavuje na teplotu okolo 0 °C, ale môže to byť aj menej. Aby k odparenie chladiva došlo, musí sa chladivu dodať teplo. Toto sa odoberie napr. z okolitého vzduchu alebo zo zeme (a odovzdá sa neskôr do vykurovacej vody v kondenzátore). Väčšina energie, ktorá sa takto z okolitého prostredia odovzdá chladivu, je uložená do zmeny skupenstva.

Pre malé aplikácie je možné použiť klasický doskový výmenník SWEP. Prípoj chladiva na vstupe by nikdy nemal byť väčší ako prípoj výstupu chladiva. Pre správnu funkciu sa má dodržať odporúčaná rýchlosť chladiva 10 až 25 m/s na vstupe a 5 až 10 m/s na výstupe (2,5 až 5 m/s ak je prípoj vodorovný); predchádza sa tým tiež akumulácii oleja vo výmenníku.

Čerpadlá o veľkých výkonoch vyžadujú viac dosiek vo výmenníku. Ak je pre výparník potreba viac než 30 dosiek, býva potreba siahnuť k špecializovanému typu doskového výmenníka (V-typ, P-typ, F-typ či Q-typ). Výmenníky radu V sú klasické výmenníky vybavené systémom pre rovnomernú distribúciu chladiva (napr. V25, V80). Bez tohto opatrenia by pri väčšom počte dosiek chladivo prúdilo len doskami najbližšie vstupu a výmenník by nemal predpokladanú účinnosť a mohol by zamrznúť. Distribučný systém nie je prekážkou tomu, aby sa takýto výmenník dal použiť aj ako kondenzátor.

Výmenník bez distribučného systému použitý ako výparník
Klasický výmenník bez distribučného systému použitý ako výparník. Pre väčšie výkony sa používa špecializovaný výmenník — výparník (najčastejšie rad SWEP V a P)

Špecializované typy (tj. väčšina výmenníkov radu V a najmä P-typ a ďalšie výparníky) nebývajú skladom a musia sa nechať vyrobiť.

Oddeľovací výmenník k tepelnému čerpadlu

Oddeľovací výmenník sa používa napr. k oddeleniu okruhu s nemrznúcou zmesou od okruhu vykurovacej vody vo vykurovaní. Potom sa vonku môže použiť zmes s glykolom a v okruhu vykurovania vo vnútri budovy je len vykurovacia voda. Oddeľovací výmenník môže slúžiť tiež k oddeleniu tepelného čerpadla od znečistenej alebo agresívne vody.

Pre zachovanie účinnosti tepelného čerpadla je potreba čo najviac priblížiť teploty oboch okruhov. Pre väčšinu týchto aplikácií zvyčajne odporúčame SWEP E8Tx40, to je najväčší doskový výmenník nízkotlakovej série.

Prietok Model oddeľovacieho výmenníka Tlaková strata
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
Orientačný prehľad výmenníkov pre oddelenie okruhov