Dobór odpowiedniego wymiennika freon-woda to tylko pierwsza część zadania, ale od tego należy zacząć - czyli startujemy od upewnienia się, że dobraliśmy prawidłowy wymiennik ciepła pod kątem wielkości, ale także, że jest to wymiennik przeznaczony do czynnika chłodniczego, czyli do gazu - a nie zwykły wymiennik woda-woda. Zwykłe wymienniki ciecz-ciecz zwykle nie są przystosowane do tak wysokich ciśnień jakich wymagają freon i podobne media, a nawet jeśli są - to nie są przystosowane do nagłych zmienności ciśnień. Zastosowanie nieodpowiedniego wymiennika grozi więc po prostu jego awarią, czyli rozszczelnieniem.
Równie ważne jest prawidłowe podłączenie wymiennika freon-woda, szczególnie po stronie czynnika chłodniczego, potocznie nazywanej stroną gazową. Tym zajmiemy się dziś.
Poniżej wyjaśniamy najważniejsze zasady montażu strony wodnej i chłodniczej.
Mała uwaga odnośnie terminologii: termin freon jest używany umownie, w znaczeniu potocznym. W znaczeniu ścisłym lub technicznym nie każdy czynnik chłodniczy, do którego stosuje się wymienniki opisywane w tym wpisie jest "freonem".
Na pierwszy rzut oka lutowany wymiennik płytowy freon-woda może wyglądać podobnie do standardowego wymiennika woda-woda. Różnica dotyczy jednak warunków pracy oraz sposobu wykonania przyłączy.
Po jednej stronie wymiennika znajduje się instalacja wodna, natomiast druga strona jest częścią szczelnego obiegu chłodniczego. Przepływa przez nią czynnik chłodniczy, który ulegać skraplaniu, aby wymiennik freonowy działał jako skraplacz.
Wymiennik freon-woda posiada dwie oddzielone od siebie strony: wodną oraz chłodniczą. Z tego względu przyłącza obu obiegów mogą być wykonane w różny sposób.
Po stronie wodnej najczęściej stosowane są standardowe króćce gwintowane. Umożliwiają one podłączenie wymiennika do instalacji grzewczej lub chłodniczej przy wykorzystaniu typowych elementów hydraulicznych, tak jak podłącza się i uszczelnia gwinty w instalacji wodnej.
Po stronie czynnika chłodniczego stosuje się przyłącza przeznaczone do połączenia z rurami instalacji chłodniczej, którymi najczęściej są rurki miedziane. Przyłącza po stronie gazu zwykle nie są gwintowane, są to charakterystyczne rurki przygotowane do zlutowania z resztą układu, które widać na fotografiach załączonych jednostek.
W zależności od konstrukcji wymiennika króćce mogą być przygotowane do bezpośredniego lutowania rury albo posiadać gniazda umożliwiające wsunięcie odpowiedniej rurki miedzianej i wykonanie trwałego połączenia. Na rynku są dostępne także odpowiednie przejściówki, które można wlutować w rurki wymiennika - tj. nyple z przejściem na gwint SAE. Wyjaśnijmy pokrótce, standard gwintów SAE jest częściej stosowany w chłodnictwie (czyli w branży pracującej z tzw. czynnikami chłodniczymi) toteż przejście na SAE w niektórych wypadkach ułatwi nam koordynację wymiennika freonowego z resztą układu. Nie zawsze jest ono jednak konieczne.
Przed rozpoczęciem montażu wymiennika freon-woda należy sprawdzić średnicę króćców, materiał, z którego zostały wykonane, oraz zalecany przez producenta sposób ich łączenia. W przypadku wymienników freon-woda marki Nordic Tec króćce zawsze wykonane są ze stali nierdzewnej i występują w 2 rozmiarach: tj. 7/8" i 5/8" w zależności od serii produktu. Dopasowując czy to rurki czy to przejściówki, czy inne adaptery - muszą one być kompatybilne rozmiarowo z przyłączem wymiennika, do którego chcemy się wlutować.
Dlaczego nie gwint?...
Podłączenie wymiennika freon-woda po stronie chłodniczej musi zapewniać przede wszystkim wysoką szczelność i trwałość połączenia. Jest to szczególnie istotne, ponieważ obieg czynnika chłodniczego pracuje pod ciśnieniem i to często niemałym. Nawet niewielka nieszczelność oznacza stopniową utratę czynnika chłodniczego, a w konsekwencji pogorszenie parametrów lub nieprawidłową pracę całego układu. Wyciek czynnika chłodniczego jest oczywiście niepożądany.
Rury miedziane należy połączyć z króćcami wymiennika zgodnie z technologią przewidzianą dla konkretnego modelu. Jeżeli producent przewiduje połączenie lutowane, w instalacjach chłodniczych standardowym rozwiązaniem jest lutowanie twarde.
Zalecenie stosowania lutowania twardego jest odpowiedzią na warunki jakich będzie wymagać czynnik chłodniczy i konkretnie jest związane z ciśnieniem jakie może on osiągać. To nie jest medium podobne do wody, która zapewne osiągnie maksymalnie kilka bar. Oczywiście czynników chłodniczych jest wiele rodzajów i parametry ich pracy różnią się miedzy sobą. Poniżej mamy do wglądu wykres ciśnień, jakie osiąga popularny R410a - jak widzimy w miarę wzrostu temperatury w układzie (czyli temperatury jaką dostarcza nasza pompa ciepła lub klimatyzator przerabiany na pompę ciepła) - czynnik R410a osiąga bardzo wysokie ciśnienie nawet powyżej 40 bar. To tłumaczy dlaczego nie ma mowy o przyłączach gwintowanych, ani o lutowaniu miękkim.
Wyprzedzając ewentualne pytania lub spostrzeżenia - owszem, nie zawsze stosujemy akurat R410a. Są też inne coraz popularniejsze czynniki jak np. R32. W ich wypadku wykres czasem wygląda nieco inaczej, ale generalnie są to podobne rzędy ciśnień. Sam R32 - często osiąga nawet wyższe ciśnienia niż starszy R410a. W tym zakresie akurat jest bardziej wymagający.
Przy podłączeniu wymiennika freon-woda bardzo ważne jest zachowanie zasady przeciwprądu. Oznacza ona, że czynnik chłodniczy oraz woda powinny przepływać przez wymiennik w przeciwnych kierunkach. Jeżeli czynnik chłodniczy przepływa z góry na dół, przepływ wody powinien odbywać się z dołu do góry – oczywiście z uwzględnieniem układu króćców i zaleceń producenta konkretnego wymiennika.
Przeciwprąd pozwala utrzymać korzystną różnicę temperatur pomiędzy obydwoma mediami na całej długości wymiennika. Dzięki temu powierzchnia płyt jest efektywniej wykorzystywana do przekazywania ciepła, a wymiennik może osiągać zakładane parametry pracy. Jeśli zapomnimy o tej prostej zasadzie i podłączymy oba media współprądowo (to jest: będą one płynąć w tym samym kierunku) - utracimy kilkadziesiąt % wydajności wymiennika. To wystarczająco dużo, aby cały układ nie działał.
Zasada ta ma szczególne znaczenie, gdy wymiennik freon-woda pracuje jako skraplacz. Gorący czynnik chłodniczy doprowadzany jest wówczas do strony chłodniczej wymiennika, oddaje energię wodzie i ulega skropleniu. Odpowiednio poprowadzony przeciwprąd wody pomaga efektywnie odebrać ciepło zarówno podczas schładzania pary czynnika, jego skraplania, jak i – jeżeli przewidują to warunki pracy wymiennika – dochładzania cieczy.
Nie warto więc podłączać króćców wymiennika freon-woda wyłącznie według tego, jak najłatwiej poprowadzić rury. Należy wcześniej ustalić wejście i wyjście czynnika chłodniczego, a następnie odpowiednio dobrać kierunek przepływu wody. Właściwe podłączenie przeciwprądowe ma bezpośredni wpływ na efektywność wymiany ciepła i prawidłową pracę wymiennika.
Jednym z najczęstszych pytań dotyczących montażu jest to, jaki lut zastosować do wymiennika freon-woda. Z wcześniejszych części materiału wiemy już, że lutowanie miękkie nie jest w zasadzie zalecane.
W obiegach chłodniczych połączenia lutowane wykonuje się zazwyczaj metodą lutowania twardego. Dobór spoiwa zależy jednak od materiałów, które mają zostać ze sobą połączone. Inaczej może wyglądać lutowanie połączenia miedź-miedź, a inaczej miedź-stal nierdzewna.
Jeżeli króciec wymiennika wykonany jest ze stali nierdzewnej - z zwykle zapewne tak jest i chcemy dolutować do niego miedziane rurki to należy zastosować lut miedziany z dużą zawartością srebra i z użyciem topnika. Duża zawartość srebra jest w typ wypadku nieodzowna i wg różnych zaleceń praktyków nawet 40-45% Ag w lucie nie będzie przesadą. Nie należy więc dobierać spoiwa wyłącznie na podstawie temperatury jego topnienia.
Oczywiście musimy najpierw znać materiał ich wykonania, aby móc odpowiednio dobrać rodzaj lutu. Nyple-przejściówki SAE oferowane przez Nordic Tec są wykonane z mosiądzu (konkretnie stop: CW617N) i do tego się odniesiemy w tym wpisie.
Ogólnie mosiądz jest stopem, w którym podstawowym składnikiem jest miedź (w drugiej kolejności także cynk). Zwykle bardzo dobrze sprawdzają się te same rodzaje lutu, jakie stosuje się do połączeń stal-miedź - czyli lut miedziany z dużą domieszką srebra. Ewentualnie podobny lut zawierający także dodatek cynku (takie są jednak z natury rzeczy trudniej dostępne). Oczywiście zalecane jest również użycie topnika.
BLOG:
Niedowymiarowanie wymiennika ciepła - co to oznacza w praktyce?
Przewymiarowanie wymiennika ciepła - czemu to służy?
Izolacja termiczna wymiennika ciepła płytowego - czy jest potrzebna? Czy coś realnie zmienia?
Jaki wymiennik ciepła do basenu?
Jak dobrać wymiennik ciepła do kotła gazowego?
Jak prawidłowo podłączyć wymiennik płytowy Nordic Tec? Czy można zamienić kierunki przepływów z tabliczki znamionowej?
Zostaw komentarz