Volba vhodného výměníku tepla chladivo-voda je jen první částí úkolu, ale právě od toho je třeba začít - to znamená, že se nejprve ujistíme, že jsme zvolili správný výměník co do velikosti, ale také že se jedná o výměník určený pro chladivo, tedy pro plyn - a ne o běžný výměník voda-voda. Běžné výměníky kapalina-kapalina obvykle nejsou uzpůsobeny pro tak vysoké tlaky, jaké vyžaduje freon a podobná média, a i když jsou, nejsou uzpůsobeny pro náhlé výkyvy tlaku. Použití nevhodného výměníku tak jednoduše přináší riziko poruchy, tedy netěsnosti.
Stejně důležité je správné připojení výměníku chladivo-voda, zejména na straně chladiva, běžně nazývané plynová strana. Tím se dnes budeme zabývat.
Níže vysvětlujeme nejdůležitější pravidla pro montáž vodní i chladivové strany.
Malá poznámka k terminologii: pojem freon se používá obecně, v běžné mluvě. V užším nebo technickém smyslu není každé chladivo, pro které se výměníky popsané v tomto článku používají, ve skutečnosti "freon".
Na první pohled může pájený deskový výměník chladivo-voda vypadat podobně jako standardní výměník voda-voda. Rozdíl se však týká provozních podmínek a způsobu provedení přípojek.
Na jedné straně výměníku se nachází vodní instalace, zatímco druhá strana je součástí uzavřeného chladicího okruhu. Protéká jím chladivo, které musí kondenzovat, aby výměník fungoval jako kondenzátor.
Výměník chladivo-voda má dvě od sebe oddělené strany: vodní a chladivovou. Z tohoto důvodu mohou být přípojky obou okruhů provedeny odlišně.
Na vodní straně se obvykle používají běžné závitové přípojky. Ty umožňují připojit výměník k topnému nebo chladicímu systému pomocí obvyklých hydraulických prvků, stejně jako se připojují a těsní závity ve vodní instalaci.
Na straně chladiva se používají přípojky určené pro spojení s trubkami chladicího zařízení, kterými jsou nejčastěji měděné trubky. Přípojky na plynové straně obvykle nemají závit, ale jde o charakteristické trubičky připravené k připájení ke zbytku okruhu, což je dobře vidět na fotografiích přiložených jednotek.
V závislosti na konstrukci výměníku mohou být nátrubky připraveny buď pro přímé připájení trubky, nebo mají otvory umožňující zasunout vhodnou měděnou trubku a vytvořit trvalé spojení. Na trhu jsou dostupné také vhodné adaptéry, které lze připájet do nátrubků výměníku - tedy nátrubky s přechodem na závit SAE. Krátce vysvětleno: standard závitů SAE je běžnější v chladírenském oboru (tedy v odvětví, které pracuje s tzv. chladivy), takže přechod na SAE v některých případech usnadňuje sladění výměníku chladivo-voda se zbytkem systému. Není to však vždy nutné.
Před zahájením montáže výměníku chladivo-voda je třeba zkontrolovat průměr přípojek, materiál, ze kterého jsou vyrobeny, a také způsob připojení doporučený výrobcem. U výměníků chladivo-voda značky Nordic Tec jsou přípojky vždy provedeny z nerezové oceli a jsou dostupné ve 2 velikostech: tedy 7/8" a 5/8" v závislosti na řadě produktu. Při výběru trubek, adaptérů nebo jiných přechodek - tyto musí odpovídat velikostí přípojce výměníku, ke které je chcete připájet.
Proč ne závit?...
Připojení výměníku chladivo-voda na straně chladiva musí zajistit především vysokou těsnost a odolnost spoje. To je obzvláště důležité, protože okruh chladiva je pod tlakem, často nemalým. I malá netěsnost znamená postupnou ztrátu chladiva a v důsledku toho zhoršení parametrů nebo chybnou funkci celého systému. Únik chladiva je samozřejmě nežádoucí.
Měděné trubky musí být připojeny k nátrubkům výměníku podle technologie předepsané pro daný model. Pokud výrobce předepisuje pájený spoj, je v chladicích zařízeních standardním řešením tvrdé pájení.
Doporučení používat tvrdé pájení je odpovědí na podmínky vyžadované chladivem a konkrétně souvisí s tlakem, kterého může dosáhnout. Nejde o médium podobné vodě, které dosáhne pravděpodobně maximálně několika barů. Samozřejmě existuje mnoho druhů chladiv a jejich provozní parametry se od sebe liší. Níže si můžeme prohlédnout graf tlaků dosahovaných rozšířeným chladivem R410a - jak vidíme, se zvyšující se teplotou v systému (tedy teplotou dodávanou naším tepelným čerpadlem nebo klimatizací přestavěnou na tepelné čerpadlo) - chladivo R410a dosahuje velmi vysokých tlaků, dokonce přesahujících 40 barů. To vysvětluje, proč nepřipadá v úvahu ani závit, ani měkké pájení.
V předstihu na případné dotazy či poznámky - ano, nepoužíváme vždy zrovna R410a. Existují i další, stále oblíbenější chladiva, jako například R32. U nich vypadá graf někdy trochu jinak, ale obecně jde o podobné řády tlaků. Samotné R32 - dosahuje často ještě vyšších tlaků než starší R410a. Z tohoto hlediska je tedy náročnější.
Při připojování výměníku chladivo-voda je velmi důležité dodržet princip protiproudu. To znamená, že chladivo a voda by měly procházet výměníkem v opačných směrech. Pokud chladivo proudí shora dolů, proudění vody by mělo probíhat zdola nahoru – samozřejmě s ohledem na uspořádání přípojek a doporučení výrobce konkrétního výměníku.
Protiproud umožňuje udržet výhodný teplotní rozdíl mezi oběma médii po celé délce výměníku. Díky tomu je plocha desek využita efektivněji pro přenos tepla a výměník může dosáhnout předpokládaných provozních parametrů. Pokud na toto jednoduché pravidlo zapomeneme a propojíme obě média souproudě (tedy proudí stejným směrem) - ztratíme několik desítek procent výkonu výměníku. To bohatě stačí k tomu, aby celý systém nefungoval.
Toto pravidlo nabývá zvláštního významu, pokud výměník chladivo-voda funguje jako kondenzátor. Horké chladivo je pak přiváděno na chladivovou stranu výměníku, předává energii vodě a přitom kondenzuje. Správně nastavený protiproud vody pomáhá účinně odvádět teplo jak při ochlazování páry chladiva a jeho kondenzaci, tak - pokud to provozní podmínky výměníku umožňují - při podchlazení kapaliny.
Nevyplatí se tedy připojovat přípojky výměníku chladivo-voda jen podle toho, jak se nejsnáze vedou trubky. Je třeba nejprve určit vstup a výstup chladiva a poté podle toho zvolit směr proudění vody. Správné zapojení v protiproudu má přímý vliv na účinnost přenosu tepla a na správnou funkci výměníku.
Jednou z nejčastějších otázek ohledně montáže je, jaké pájecí lepidlo použít pro výměník chladivo-voda. Z předchozích částí tohoto článku už víme, že měkké pájení se v zásadě nedoporučuje.
V chladicích okruzích se pájené spoje obvykle provádějí metodou tvrdého pájení. Volba pájecího lepidla však závisí na materiálech, které je třeba spojit. Spoj měď-měď může vypadat jinak než spoj měď-nerez.
Pokud je nátrubek výměníku vyroben z nerezové oceli - jak tomu pravděpodobně obvykle bývá - a chceme k němu připájet měděné trubky, je třeba použít pájecí lepidlo na bázi mědi s vysokým obsahem stříbra a s použitím tavidla. Vysoký obsah stříbra je v tomto případě nezbytný, a podle různých doporučení odborníků z oboru není ani 40-45 % Ag v lepidle vůbec přehnané. Pájecí lepidlo by se tedy nemělo vybírat výhradně podle jeho teploty tání.
Samozřejmě musíme nejprve znát materiál, ze kterého jsou vyrobeny, abychom mohli vhodně zvolit typ pájecího lepidla. Nátrubky-adaptéry SAE nabízené Nordic Tec jsou vyrobeny z mosazi (konkrétně slitiny CW617N), na kterou budeme v tomto článku odkazovat.
Obecně je mosaz slitina, jejíž hlavní složkou je měď (na druhém místě také zinek). Obvykle se velmi osvědčují stejné typy pájecího lepidla, jaké se používají pro spoje ocel-měď - tedy lepidlo na bázi mědi s vysokým podílem stříbra. Případně také podobné lepidlo obsahující navíc malé množství zinku (ta jsou však svou povahou obtížněji dostupná). Samozřejmě se doporučuje i použití tavidla.
BLOG:
Jaký deskový výměník pro tepelné čerpadlo?
Jak funguje protiproudý výměník tepla?
Freonový výměník tepla chladivo-voda - charakteristika, princip činnosti, konstrukce
Deskové výměníky tepla pro klimatizaci – co se vyplatí vědět?
Tepelná izolace pro deskový výměník tepla - je potřeba?
Zamrznutí tepelného čerpadla - příčiny, následky
Zanechat komentář