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.

Orientačný prehľad kondenzátorov

Ako kondenzátor sa používajú obvykle doskové výmenníky

  • SWEP B8LASH (pre výkony 3–10 kW, B8LASH je asymetrický; vývody kombo ¾"); výmenník je vhodný ako kondenzátor pre klimatizačnú jednotku Sinclair Split ASGE, pokiaľ sa upravuje na tepelné čerpadlo,
  • 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),

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". Kliknite pre úplný výkres
Kliknite na obrázok pre porovnanie klasického vývodu a vývodu kombo. 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 .

Diagramy R32, R410A, R407C, R134a teplota-tlak
R32, R410A, R407C, R134a: závislosť teplota-tlak.
Výkon výmenníka Model výmenníka Tlaková strata
5 kW B26FHx18 4 kPa
10 kW B26Hx24 9 kPa
15 kW B26Hx40 8 kPa
20 kW B85Hx50 17 kPa
30 kW B85Hx70 20 kPa

Tlaková odolnosť výmenníkov je možné vyčítať z grafov v produktových listoch. Konštrukčné tlaky sú orientačne takto:

Teploty a tlaky jednotlivých chladív je možné vyčítať z tabuliek bežne dostupných na Internetu. Pre prehľadnosť sú tlaky pre bežne používané chladivá R410A, R407C, R134a a R32 zhrnuté do tabuľky (prevzaté z A-GAS):

R32 bar(a)R32 bar(g)R32 psig
-70 °C0,36-0,65-9,46
-68 °C0,41-0,61-8,77
-66 °C0,46-0,55-8,02
-64 °C0,52-0,5 -7,19
-62 °C0,58-0,43-6,27
-60 °C0,65-0,36-5,27
-58 °C0,73-0,29-4,17
-56 °C0,81-0,21-2,98
-54 °C0,9-0,12 -1,67
-52 °C1-0,02 -0,26
-50 °C1,10,09 1,28
-48 °C1,220,2 2,95
-46 °C1,340,33 4,75
-44 °C1,470,46 6,69
-42 °C1,620,61 8,78
-40 °C1,770,76 11,0
-38 °C1,940,93 13,5
-36 °C2,121,11 16,1
-34 °C2,311,3 18,8
-32 °C2,521,5 21,8
-30 °C2,731,72 25,0
-28 °C2,971,95 28,3
-26 °C3,222,2 31,9
-24 °C3,482,47 35,8
-22 °C3,762,75 39,8
-20 °C4,063,04 44,2
-18 °C4,373,36 48,7
-16 °C4,713,69 53,6
-14 °C5,064,05 58,7
-12 °C5,434,42 64,1
-10 °C5,834,81 69,8
-8 °C6,245,23 75,8
-6 °C6,685,67 82,2
-4 °C7,146,13 88,8
-2 °C7,626,61 95,8
0 °C8,137,12 103
2 °C8,667,65 111
4 °C9,228,21 119
6 °C9,818,8 128
8 °C10,49,41 136
10 °C11,110,1 146
12 °C11,710,7 156
14 °C12,511,4 166
16 °C13,212,2 176
18 °C14,012,9 188
20 °C14,813,7 199
22 °C15,614,6 211
24 °C16,515,4 224
26 °C17,416,3 237
28 °C18,317,3 251
30 °C19,318,3 265
32 °C20,319,3 280
34 °C21,420,3 295
36 °C22,521,4 311
38 °C23,622,6 327
40 °C24,823,8 345
42 °C26,025,0 363
44 °C27,326,3 381
46 °C28,627,6 400
48 °C30,029,0 420
50 °C31,430,4 441
52 °C32,931,9 462
54 °C34,433,4 484
56 °C36,035,0 507
58 °C37,636,6 531
60 °C39,338,3 556
62 °C41,140,1 581
64 °C42,941,9 607
66 °C44,843,8 635
68 °C46,845,7 663
70 °C48,847,8 692
(kliknite pre zobrazenie ďalších riadkov)

Tlak bar(a) je absolútny, tlak bar(g) je relatívny voči atmosférickému tlaku (pretlak voči okolitému vzduchu). Niektoré chladivá (napr. R407C) sú zmesou viacerých chladív. Tieto zložky majú vlastné teploty, pri ktorých kondenzujú. Preto sa pre chladivo R407C, R410A uvádzajú dve teploty: a) kedy chladivo začína vrieť a b) kedy chladivo začína kondenzovať.

Zamrznutie tepelného čerpadla, prasknutie výmenníka

K prasknutiu výmenníka dochádza najčastejšie v týchto dvoch prípadoch:

  • Prevádzkový tlak chladiva je väčší ako konštrukčný tlak výmenníka. Systém musí obsahovať vysokotlakový presostat. Ten pri prekročení nastaveného pracovného tlaku vypína kompresor.
  • Výmenník nesmie zamrznúť. Zamrznutie kondenzátora hrozí pri spätnom chode čerpadla. Spätný chod sa spúšťa na niekoľko minút za účelom odmrazenie výparníka. Ďalej, pri spustení za studena je veľmi nízka výparníková teplota, výparník môže namŕzať, zamrznúť.
Schéma bez ochrany proti zamrznutiu
Základná schéma (režim vykurovania): bez ochrany proti zamrznutiu
Schéma s bypassom horúceho chladiva
Schéma s bypassom horúceho chladiva (režim kúrenia): ak výparníková teplota klesne pod nastavenú hodnotu, ventil pustí časť horúceho plynu priamo do výparníka. Takto sa predíde ďalšiemu znižovaniu teploty na výparníku.

Chladivo môže mať teplotu aj -20 °C. Preto za nepriaznivých okolností hrozí zamrznutie vody v kondenzátore. Aj pokiaľ z výmenníka odchádza voda o 3 °C, Výmenník SWEP B26FH pre tepelné čerpadlo R410A môže byť vo vnútri výmenníka miesto pod bodom mrazu. Opatrenia proti zamrznutiu sú napr.:

  • Teplotný snímač na výstupe vody z výmenníka: pri poklese pod určitú teplotu vypne kompresor.
  • Nemrznúca zmes, elektrický ohrev výmenníka pri reverze.
  • Strážca prietoku: aby výmenník nezamrzol, je nutné zachovať plný prietok na strane vody: na obehovom čerpadle používajte nastavenie konštantné otáčky, ventily na vykurovacích telesách musia byť otvorené.
  • Sitko na vstupe vody do výmenníka tak, aby zachytilo častice nad 1 mm. Nečistota môže blokovať priechod vody v kanáliku.
  • Pri vypínaní zastaviť najskôr kompresor, až neskôr obehové čerpadlo. Pri zapínaní naopak: spustiť najskôr obehové čerpadlo, potom kompresor.
  • Zastavenie vetráka pri reverze pomôže zvýšiť výparníkovú teplotu.
  • Kompresor má štartovať na najmenšom výkone, neklesá toľko výparníková teplota.
  • Klimatizačné jednotky sú optimalizované pre letnú prevádzku. Pri úprave na tepelné čerpadlo nastávajú na vonkajšej jednotke s vetrákom väčšie problémy s námrazou. Je to preto, že klimatizácia má medzi lamelami menšie medzery ako mávajú tepelné čerpadlá.

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 zaslepené 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. Tlakové straty rastú so štvorcom objemového prietoku.

Prietok Model oddeľovacieho výmenníka Tlaková strata
1 m3/h E8THx20 E8THx20 protokol,
B85Hx20 B85Hx20 protokol,
XB06H-1-30 XB06H-1-30 protokol
10 kPa
2 m3/h E8THx40 E8THx40 protokol,
B85Hx40 B85Hx40 protokol,
XB12H-1-40 XB12H-1-40 protokol,
XB37M-1-26 XB37M-1-26 protokol,
XB37H-1-36 XB37H-1-36 protokol
13 kPa
3 m3/h B28Hx36 B28Hx36 protokol,
B85Hx50 B85Hx50 protokol,
XB12H-1-50 XB12H-1-50 protokol,
XB37M-1-36 XB37M-1-36 protokol,
XB37H-1-50 XB37H-1-50 protokol
16 kPa
5 m3/h B28Hx56 B28Hx56 protokol,
B85Hx70 B85Hx70 protokol,
XB12H-1-80 XB12H-1-80 protokol,
XB37M-1-60 XB37M-1-60 protokol,
XB37H-1-80 XB37H-1-80 protokol
20 kPa
10 m3/h B28Hx116 B28Hx116 protokol,
B85Hx140 B85Hx140 protokol
25 kPa
Orientačný prehľad výmenníkov pre oddelenie okruhov

Slovensky ▼ 
Nákupný košík
VZH Ostrava, s.r.o.
Pohraniční 1280/112
703 00 Ostrava-Vítkovice
 L +420 773 879 931
 E +44 74 9187 2667
 B info@vymeniky-tepla.cz
prodej@vymeniky-tepla.cz