Jaki wymiennik płytowy do pompy ciepła?

W poniższym artykule zostanie omówiony temat wyboru odpowiedniego wymiennika ciepła do pompy ciepła. Dobór właściwego wymiennika jest kluczowy dla efektywności i wydajności całego systemu. Istnieje wiele porad i kryteriów, które należy wziąć pod uwagę podczas wyboru wymiennika płytowego. Po pierwsze, należy uwzględnić parametry techniczne, takie jak wydajność, temperatura pracy i przepływ cieczy. Ponadto należy zwrócić uwagę na materiał, z którego wykonany jest wymiennik oraz jego rozmiar i konstrukcję. Niewłaściwy wybór może mieć poważne konsekwencje zarówno dla wydajności pompy ciepła, jak i dla całego systemu. Jeśli wymiennik będzie zbyt mały lub nieodpowiedniego materiału, może to prowadzić do niskiej wydajności pompy ciepła, wysokich kosztów eksploatacji oraz awarii. Dlatego warto skonsultować się z profesjonalistą przed podjęciem ostatecznej decyzji.

Czym jest pompa ciepła?

Pompa ciepła to urządzenie grzewcze, które wykorzystuje energię cieplną z otoczenia i przetwarza ją na energię cieplną do ogrzewania powietrza w budynku oraz do podgrzewania wody użytkowej. Działa ona na zasadzie wymiany ciepła między dwoma środowiskami - chłodząc jedno, a ogrzewając drugie. W przypadku instalacji centralnego ogrzewania pompa ciepła pobiera energię cieplną z powietrza lub ziemi, a następnie przekazuje ją do obiegu grzewczego w domu. Ta forma ogrzewania jest bardziej ekologiczna i efektywna energetycznie niż tradycyjne metody, takie jak piece gazowe czy olejowe. Pompa ciepła może również dostarczać ciepłą wodę użytkową, co jest szczególnie istotne w codziennych czynnościach, takich jak mycie czy kąpiel. 

Dlaczego wymiennik ciepła jest niezbędny do działania pompy ciepła?

Najpierw warto wspomnieć, że z pompą ciepła mogą współpracować 2 wymienniki ciepła. Pierwszy jest bezpośrednią częścią pompy i jest niezbędny do jej pracy - jest to wymiennik wewnętrzny, często freonowy, odporny na duże ciśnienia.

Wymiennik ciepła (wewnętrzny) jest niezbędnym elementem w funkcjonowaniu pompy ciepła. Pompa ciepła działa na zasadzie transferu ciepła, czyli przekazywania energii cieplnej z jednego medium do drugiego. W przypadku ogrzewania pomieszczeń pompa ciepła pobiera ciepło z zewnętrznego środowiska, na przykład z powietrza lub gleby i przekazuje je do wnętrza budynku. Wymiennik ciepła wewnętrzny odgrywa tu kluczową rolę, umożliwiając przemieszczanie ciepła pomiędzy płynem chłodzącym a płynem grzewczym bez ich bezpośredniego kontaktu. Dzięki temu procesowi, pompa ciepła jest w stanie wydajnie przekazać ciepło do pomieszczeń, co zapewnia ich efektywne i ekonomiczne ogrzewanie. Wymiennik ciepła jest zatem nieodzownym elementem, który umożliwia sprawne działanie pompy ciepła.

Drugi wymiennik - wymiennik płytowy - czasem nazywany zewnętrznym - może być użyty do oddzielenia pompy ciepła od układu ogrzewania, np. gdy układ jest stary i chcemy osłonić pompę ciepła od jego potencjalnie niezdrowego środowiska (instalacja w układzie otwartym) - albo gdy obieg pompy ciepła zawiera glikol, zabezpieczający pompę przed zamarznięciem. Ten drugi wymiennik jest w zasadzie całkowicie niezależny od pierwszego - wymiennika freonowego - i montowany jest w innym celu. Nie musi też być montowany zawsze.

Źle dobrany wymiennik ciepła do pompy ciepła - czym grozi?

Wymiennik freonowy, czy wewnętrzny jest elementem pompy ciepła i rzadko dobieramy go sami, zwykle jest dostarczany przez producenta jako element zestawu. Natomiast wymiennik płytowy do oddzielania pompy ciepła od instalacji CO lub CWU - zwykle dobieramy sami (bez udziału producenta PC) i powinniśmy to zrobić dobrze lub poprosić o pomoc fachowca.

Źle dobrany wymiennik ciepła do pompy ciepła może mieć poważne konsekwencje. Przede wszystkim może prowadzić do spadku efektywności procesu wymiany ciepła. Jeśli wymiennik nie będzie odpowiednio dobrany do potrzeb budynku, może nie zapewniać wystarczającej ilości ciepła, co skutkuje zwiększeniem zużycia energii i wzrostem kosztów. Niewłaściwie dobrane parametry wymiennika ciepła mogą prowadzić do zwiększenia hałasu oraz skrócenia żywotności samej pompy ciepła. Dlatego ważne jest, aby dobrze dobrać wymiennik ciepła do konkretnych potrzeb budynku, aby uniknąć tych potencjalnych problemów. 

Jak dobrać wymiennik płytowy do pompy ciepła?

Dobór odpowiedniego wymiennika płytowego do pompy ciepła to kluczowy krok w zapewnieniu efektywnego działania całego systemu. Wymienniki płytowe są często stosowane w pompach ciepła ze względu na efektywny proces wymiany ciepła pomiędzy płynami znajdującymi się w całym systemie grzewczym. 

Wybierając wymiennik do pompy ciepła, należy wziąć pod uwagę warunki atmosferyczne, w których będzie pracować pompa ciepła. W przypadku, gdy istnieje ryzyko wystąpienia niskich temperatur, konieczne jest zabezpieczenie układu przed zamarzaniem. Dla tego celu często stosuje się glikol, który posiada dużo niższą temperaturę zamarzania w porównaniu z samą wodą (mieszanina glikolu z wodą w proporcjach 3:2 zamarza dopiero w -37ᵒC). Wobec tego kluczowym aspektem w takim przypadku jest możliwość użycia glikolu z danym wymiennikiem ciepła.

Wybierając wymiennik płytowy, należy zwrócić uwagę na jego wydajność, konstrukcję i materiał wykonania, aby zapewnić optymalne działanie całego systemu. Dobór odpowiedniego wymiennika płytowego do pompy ciepła to wyzwanie, które wymaga dokładnej analizy wszystkich czynników wpływających na jego działanie. Wymiana ciepła to kluczowy proces w pompach ciepła, dlatego zapewnienie skutecznego działania wymiennika płytowego jest niezwykle istotne. 

Dobór powierzchni wymiennika do pompy ciepła - obliczenia

Dostawca wymienników ciepła do pomp ciepła Nordic Tec stosuje przelicznik doboru, czyli sugeruje prawidłowy stosunek powierzchni wymiany ciepła na wymienniku do mocy pompy ciepła, w zależności od temperatur zasilania jakie na jakich pompa ciepła ma zasilać nasz układ. Przelicznik dotyczy oczywiście wymienników płytowych marki Nordic Tec:

• Dla układów CO/CWU pracujących na min. ok. 50°C - na każde 10 kW pompy ciepła powinien być dobrany wymiennik ciepła o powierzchni wymiany ciepła ok. 1,50 m²
• Dla układów CO/CWU pracujących na min. ok. 30-35°C - na każde 10 kW pompy ciepła powinien być dobrany wymiennik ciepła o powierzchni wymiany ciepła nawet do 3,00 m²

Łatwo zauważyć, że pierwszy przypadek z reguły dotyczy budynków opartych na ogrzewaniu grzejnikowym, podczas gdy drugi najczęściej odnosi się do podłogówki. Układy zasilane temperaturami pośrednimi lub układy mieszane - grzejniki/ogrzewanie podłogowe - należy traktować proporcjonalnie i tak też dobierać do nich wymiennik płytowy.

Wymiennik ciepła - obliczenia w przypadku stosowania glikolu lub wody

Przelicznik doboru wymienników ciepła Nordic Tec do pomp ciepła uwzględnia stosowanie glikolu, który wpływa osłabiająco na przekazywanie ciepła. Jeśli po obu stronach wymiennika ma pracować woda bez glikolu (obieg pompy ciepła zalany jest wodą) - spokojnie można zmniejszyć te przeliczniki o około 10%.

Jak dobrać wymiennik do pompy ciepła w zależności od temperatury zasilania?

Podczas doboru wymiennika do pompy ciepła pojawia się również częsty błąd laików, odnośnie oceny spodziewanej temperatury zasilania. W wielu wypadkach inwestorzy pomp ciepła podają w tym momencie najwyższą temperaturę, jaką pompa ciepła może uzyskać, np. 65 °C lub 70 °C, powtarzając ją za ulotką reklamową z salonu pomp ciepła. Nie ma ona nic wspólnego z rzeczywistością, praca na tej temperaturze oznaczałaby ogromne koszty i zużycie energii, szybkie zużywanie się pompy ciepła, pomijając już fakt, że w praktyce nie ma sensu zasilania ogrzewania domu takimi temperaturami. Należy skonsultować to z fachowcem i dopytać na jakich temperaturach - według założeń ma optymalnie pracować ten układ. 

Dobrym wyborem do pompy ciepła będą następujące lutowane wymienniki płytowe dostępne w naszej ofercie:

• wymiennik ciepła o mocy 50-110 kW,
• wymiennik ciepła o mocy 80-170 kW,
• wymiennik ciepła o mocy 100-200 kW,
• wymiennik ciepła o mocy 120-230 kW.

Czym cechuje się dobry wymiennik ciepła do pompy ciepła?

Dobry wymiennik ciepła do pompy ciepła charakteryzuje się kilkoma ważnymi cechami. Przede wszystkim, materiał, z którego jest wykonany, powinien być wytrzymały i odporny na korozję. W tym przypadku stosuje się często stal nierdzewną 316L, która ma wysoką odporność na oddziaływanie środowiska, a także jest łatwa do utrzymania w czystości.

Kolejną istotną cechą jest odpowiednia moc, czyli zdolność do przenoszenia wystarczającej ilości energii cieplnej ze źródła do medium docelowego. Wymiennik powinien mieć także odpowiednią powierzchnię wymiany ciepła (takie modele zaczynają się od 0,8-1,0 m2 powierzchni płyt), aby miało miejsce skuteczne oddawanie lub pobieranie ciepła. Im większa powierzchnia, tym większa możliwość przekazywania ciepła, co przekłada się na efektywność i wydajność działania pompy ciepła. Im większa powierzchnia płyt wymiennika, tym bardziej zbliżamy się do osiągnięcia możliwości pracy pompy ciepła na niższych temperaturach - to z kolei gwarantuje niższy pobór energii, czyli oszczędność - oraz statystycznie niższą awaryjność pompy poprzez mniejsze jej zużywanie. Inwestycja więc w większy wymiennik może się opłacać w perspektywie czasu, choć do pompy ciepła wydatek większy niż w przypadku wymienników płytowych do kotłów czy kominków. 

Wymiennik powinien również być dobrze zaprojektowany pod względem strukturalnym, aby umożliwić płynny przepływ medium oraz minimalizować opory przepływu. Dodatkowo ważne jest także to, aby wymiennik ciepła był łatwy do obsługi i konserwacji, umożliwiając szybkie i efektywne czyszczenie oraz ewentualne naprawy. Wszystkie te cechy są kluczowe dla efektywnego działania pompy ciepła i zapewnienia komfortu termicznego w budynkach. 

W celu zapewnienia możliwości dostępu i sprawnego wymontowania wymiennika z instalacji pompy ciepła (celem jego serwisowania, czyszczenia itp.) warto na tym etapie rozważyć umieszczenie go na wsporniku montażowym, takim, jak na poniższym zdjęciu, który nam to zagwarantuje. 

Jak podłączyć wymiennik płytowy do pompy ciepła?

Aby prawidłowo podłączyć wymiennik płytowy do pompy ciepła w instalacji centralnego ogrzewania, należy przestrzegać kilku ważnych kroków. Najpierw należy oczyścić powierzchnię, na której zostanie umieszczony wymiennik, zapewniając odpowiednią przestrzeń dla montażu. Następnie należy sprawdzić, czy pompa ciepła jest odpowiednio przygotowana, a wszystkie elementy są sprawne i prawidłowo podłączone. Jeśli istnieje konieczność, należy również zapewnić odpowiednie zabezpieczenia przed przeciążeniami oraz sprawdzić, czy wszystkie elementy instalacji spełniają normy bezpieczeństwa.

Po upewnieniu się, że pompa ciepła jest w pełni gotowa, można przystąpić do podłączenia wymiennika płytowego. Należy ustalić odpowiednie miejsce dla wymiennika i sprawdzić, czy jest on prawidłowo zamocowany i nie ma luźnych elementów. Następnie należy połączyć rury zasilające i powrotne pompy ciepła z odpowiednimi końcówkami na wymienniku. Ważne jest, aby zapewnić odpowiednie uszczelnienie połączeń, aby uniknąć wycieków.

Pamiętamy przy tym, że większość wymienników płytowych to urządzenia przeciwprądowe i nie zawsze możemy swobodnie wybierać kierunek przepływu. W tym wypadku należy trzymać się instrukcji producenta.

Po podłączeniu wszystkich niezbędnych rur i przewodów należy sprawdzić, czy instalacja działa poprawnie. Należy sprawdzić, czy wymiennik prawidłowo odbiera ciepło z pompy i przekazuje je do instalacji centralnego ogrzewania, pamiętając, że tzw. strata cieplna na rozruchu jest wyższa i powinna ustabilizować się po wstępnym ogrzaniu układu. Jeśli wszystko działa prawidłowo, można przystąpić do finalnych regulacji i ustawień, takich jak temperatura czy przepływ wody, aby zapewnić optymalne działanie całej instalacji. 

Jak dbać o płytowy wymiennik ciepła połączony z pompą ciepła?

W celu zagwarantowania poprawnego funkcjonowania pompy ciepła należy regularnie sprawdzać stan wymienników ciepła z nią połączonych. Czystość płytowego wymiennika ciepła jest kluczowym elementem w utrzymaniu jego efektywności.

Z biegiem czasu, zwykle z biegiem lat - na powierzchniach płyt wymiennika mogą gromadzić się osady i zanieczyszczenia, takie jak kamień, rdza czy brud. Te osady powodują zmniejszenie przepływu ciepła, co prowadzi do spadku sprawności wymiennika ciepła, a co za tym idzie - pompa ciepła będzie musiała to zrekompensować większym zużyciem energii.

Regularne czyszczenie pozwala na usunięcie tych osadów i przywrócenie optymalnej wydajności wymiennika ciepła. Istotne jest również monitorowanie i utrzymanie odpowiednich parametrów pracy pompy ciepła, takich jak temperatura, ciśnienie czy przepływ. Jeśli po jednej stronie pompy ciepła jest glikol, a po drugiej woda układu zamkniętego - możemy być zdecydowanie optymistami - albowiem problem zakamieniania się urządzeń w układzie zamkniętym nie jest aż tak palący. Gorszą sytuacją jest praca w układzie otwartym, wówczas warto monitorować pracę wymiennika częściej i reagować w razie potrzeby.

Dbałość o płytowy wymiennik ciepła połączony z pompą ciepła jest niezbędna do utrzymania optymalnej efektywności i długotrwałego działania całego systemu.