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 B8H, B8LASH (pre malé výkony),
  • SWEP B26H, B26FH (iba pre chladivo R410A),
  • SWEP B25TH, B85H, B86H (pre väčšie výkony a ostatné chladiva).

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 Typ výmenníka Tlaková strata
5 kW B26H x 24 3 kPa
10 kW B26H x 30 6 kPa
15 kW B26H x 50 6 kPa
20 kW B25H x 50 17 kPa
30 kW B85H x 60 25 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. 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. Pre zachovanie účinnosti tepelného čerpadla je potreba odovzdať čo najviac tepla do okruhu s vykurovacou vodou. Pre väčšinu týchto aplikácií zvyčajne odporúčame SWEP E8Tx40, to je najväčší doskový výmenník nízkotlakovej série.