Aký doskový výmenník tepla pre tepelné čerpadlo?

V nasledujúcom článku bude diskutovaná téma výberu vhodného výmenníka tepla pre tepelné čerpadlo. Správny výber výmenníka je kľúčový pre efektivitu a výkon celého systému. Existuje mnoho rád a kritérií, ktoré je potrebné zohľadniť pri výbere doskového výmenníka. Po prvé, treba zohľadniť technické parametre, ako sú výkon, pracovná teplota a prietok kvapaliny. Okrem toho je dôležité venovať pozornosť materiálu, z ktorého je výmenník vyrobený, ako aj jeho veľkosti a konštrukcii. Nesprávny výber môže mať vážne následky pre výkon tepelného čerpadla a celý systém. Ak je výmenník príliš malý alebo z nevhodného materiálu, môže to viesť k nízkej účinnosti tepelného čerpadla, vysokým prevádzkovým nákladom a poruchám. Preto sa odporúča konzultovať výber s odborníkom pred konečným rozhodnutím.

Čo je tepelné čerpadlo?

Tepelné čerpadlo je vykurovacie zariadenie, ktoré využíva tepelnú energiu z okolia a premieňa ju na tepelnú energiu na vykurovanie vzduchu v budove a ohrev teplej úžitkovej vody. Funguje na princípe výmeny tepla medzi dvoma prostrediami - jedno ochladzuje a druhé ohrieva. V prípade inštalácie centrálneho vykurovania tepelné čerpadlo odoberá tepelnú energiu zo vzduchu alebo zo zeme a následne ju odovzdáva do vykurovacieho systému v dome. Tento spôsob vykurovania je ekologickejší a energeticky efektívnejší ako tradičné metódy, ako sú plynové alebo olejové kotly. Tepelné čerpadlo môže tiež dodávať teplú úžitkovú vodu, čo je obzvlášť dôležité pri každodenných činnostiach, ako sú umývanie alebo kúpanie.

Prečo je výmenník tepla nevyhnutný pre fungovanie tepelného čerpadla?

✅ Najprv stojí za zmienku, že s tepelným čerpadlom môžu spolupracovať 2 výmenníky tepla. Prvý je priamou súčasťou čerpadla a je nevyhnutný pre jeho činnosť - je to vnútorný výmenník, často freónový, odolný voči vysokým tlakom, (kondenzátor tepelného čerpadla).

Výmenník tepla chladivo TČ Ba-26-20-F 0,52m² 5 kW

SK NT Ba-26-20-F

159.99

View

Výmenník tepla pre plyn freón chladivo Tepelné čerpadlá | Ba-68-16-F 1,09m² 11 kW

SK NT Ba-68-16-F

305.99

View

Výmenník tepla pre plyn freón chladivo Tepelné čerpadlá | Ba-68-40-F 2,72m² 28 kW

SK NT Ba-68-40-F

459.99

View

Výmenník tepla (vnútorný) je nevyhnutným prvkom pre fungovanie tepelného čerpadla. Tepelné čerpadlo pracuje na princípe prenosu tepla, teda prenášania tepelnej energie z jedného média do druhého. V prípade vykurovania miestností tepelné čerpadlo odoberá teplo z vonkajšieho prostredia, napríklad zo vzduchu alebo z pôdy, a prenáša ho do vnútra budovy. Vnútorný výmenník tepla tu zohráva kľúčovú úlohu, umožňujúc prenos tepla medzi chladiacim a vykurovacím médiom bez ich priameho kontaktu. Vďaka tomuto procesu je tepelné čerpadlo schopné efektívne prenášať teplo do miestností, čo zabezpečuje ich efektívne a ekonomické vykurovanie. Výmenník tepla je teda neoddeliteľným prvkom, ktorý umožňuje spoľahlivú činnosť tepelného čerpadla.

Druhý výmenník - doskový výmenník - niekedy nazývaný vonkajší - môže byť použitý ako výmenník na oddelenie tepelného čerpadla od vykurovacieho systému, napríklad ak je systém starý a chceme ochrániť tepelné čerpadlo od jeho potenciálne nezdravého prostredia (inštalácia v otvorenom systéme) alebo ak obeh tepelného čerpadla obsahuje glykol, ktorý chráni čerpadlo pred zamrznutím. Tento druhý výmenník je v podstate úplne nezávislý od prvého - freónového výmenníka pre chladivo - a je inštalovaný z iného dôvodu. Nemusí byť vždy nainštalovaný.

✅ BLOG: Chladiva v tepelnom čerpadle

Zle zvolený výmenník tepla pre tepelné čerpadlo - aké sú riziká?

Freónový výmenník tepla, či vnútorný je súčasťou tepelného čerpadla a zriedka ho vyberáme sami, zvyčajne je dodávaný výrobcom ako súčasť sady. Avšak doskový výmenník na oddelenie tepelného čerpadla od inštalácie UK alebo TUV si zvyčajne vyberáme sami (bez účasti výrobcu tepelného čerpadla) a mali by sme to urobiť správne alebo požiadať o pomoc odborníka.

✅ Zle zvolený výmenník tepla pre tepelné čerpadlo môže mať vážne následky. Predovšetkým môže viesť k zníženiu efektívnosti procesu výmeny tepla. Ak výmenník nebude správne zvolený pre potreby budovy, nemusí zabezpečiť dostatočné množstvo tepla, čo bude mať za následok zvýšenie spotreby energie a nárast nákladov. Nesprávne zvolené parametre výmenníka tepla môžu viesť k zvýšeniu hluku a skráteniu životnosti samotného tepelného čerpadla. Preto je dôležité správne zvoliť výmenník tepla podľa konkrétnych potrieb budovy, aby sme sa vyhli týmto potenciálnym problémom.

Ako vybrať doskový výmenník pre tepelné čerpadlo?

Výber správneho doskového výmenníka pre tepelné čerpadlo je kľúčovým krokom k zabezpečeniu efektívnej prevádzky celého systému. Doskové výmenníky sú často používané v tepelných čerpadlách kvôli efektívnemu procesu výmeny tepla medzi tekutinami v celom vykurovacom systéme.

Pri výbere výmenníka pre tepelné čerpadlo je potrebné zvážiť klimatické podmienky, v ktorých bude tepelné čerpadlo pracovať. V prípade, že hrozí riziko nízkych teplôt, je nutné zabezpečiť systém proti zamrznutiu. Na tento účel sa často používa glykol, ktorý má oveľa nižšiu teplotu zamrznutia v porovnaní s vodou (zmes glykolu a vody v pomere 3:2 zamŕza až pri -37 °C). Preto je v takomto prípade kľúčovým aspektom možnosť použitia glykolu s daným výmenníkom tepla.

Pri výbere doskového výmenníka je potrebné venovať pozornosť jeho výkonu, konštrukcii a materiálu, z ktorého je vyrobený, aby sa zabezpečila optimálna činnosť celého systému. Výber správneho doskového výmenníka tepla pre tepelné čerpadlo je výzvou, ktorá vyžaduje dôkladnú analýzu všetkých faktorov ovplyvňujúcich jeho činnosť. Výmena tepla je kľúčovým procesom v tepelných čerpadlách, preto je zabezpečenie účinnej činnosti doskového výmenníka mimoriadne dôležité.

Povrch výmenníka tepla pre tepelné čerpadlo - výpočty

✅ Dodávateľ výmenníkov tepla pre tepelné čerpadlá Nordic Tec používa prepočtový koeficient na výber, teda navrhuje správny pomer povrchu výmeny tepla na výmenníku k výkonu tepelného čerpadla, v závislosti od teplôt, ktoré tepelné čerpadlo má dodávať do systému. Prepočtový koeficient sa samozrejme týka doskových výmenníkov značky Nordic Tec:

ℹ️ Pre systémy UK / TUV pracujúce na min. cca 50 °C - na každých 10 kW tepelného čerpadla by mal byť vybraný výmenník tepla s povrchom výmeny tepla cca 1,50 m²
ℹ️ Pre systémy UK / TUV pracujúce na min. cca 30-35 °C - na každých 10 kW tepelného čerpadla by mal byť vybraný výmenník tepla s povrchom výmeny tepla až do 3,00 m²

Ľahko si všimneme, že prvý prípad sa zvyčajne týka budov založených na radiátorovom vykurovaní, zatiaľ čo druhý sa najčastejšie vzťahuje na podlahové vykurovanie. Systémy napájané strednými teplotami alebo zmiešané systémy - radiátory/podlahové vykurovanie - je potrebné posudzovať proporcionálne a podľa toho vyberať aj doskový výmenník.

Výmenník tepla a tepelné čerpadlá - výpočty v prípade použitia glykolu alebo vody

Prepočtový koeficient na výber výmenníkov tepla Nordic Tec pre tepelné čerpadlá berie do úvahy použitie glykolu, ktorý má vplyv na prenos tepla. Ak má na oboch stranách výmenníka pracovať voda bez glykolu (obeh tepelného čerpadla je naplnený vodou), tieto prepočtové koeficienty sa môžu znížiť o približne 8-15 %.

Ako vybrať výmenník pre tepelné čerpadlo v závislosti od teploty napájania?

Pri výbere výmenníka pre tepelné čerpadlo sa často vyskytuje chyba laikov týkajúca sa odhadu očakávanej teploty napájania. V mnohých prípadoch investori tepelných čerpadiel uvádzajú najvyššiu teplotu, ktorú tepelné čerpadlo môže dosiahnuť, napr. 65 °C alebo 70 °C, opakujúc ju podľa reklamného letáku z predajne tepelných čerpadiel. Táto teplota nemá nič spoločné s realitou; práca na tejto teplote by znamenala obrovské náklady a spotrebu energie, rýchle opotrebenie tepelného čerpadla, a navyše v praxi nemá zmysel napájať vykurovanie domu takýmito teplotami. Je potrebné konzultovať to s odborníkom a spýtať sa na akých teplotách má podľa predpokladov tento systém optimálne pracovať.

Dobré voľby doskových výmenníkov tepla pre tepelné čerpadlo

Nasledujúce spájkované doskové výmenníky tepla dostupné v našej ponuke sú vhodné pre tepelné čerpadlá:

Výmenník tepla Nordic Tec Ba-32-50 1" 50-110 kW

NT Ba-32-50

224.5

View

Výmenník tepla Nordic Tec Ba-32-90 1" 90-200 kW

SK Ba-32-90

423.5

View

Výmenník tepla Nordic Tec Ba-60-40 1 1/4" 80-170 KW

SK NT Ba-60-40

409.99

View

Charakteristika dobrého výmenníka tepla pre tepelné čerpadlo

Dobrý výmenník tepla pre tepelné čerpadlo sa vyznačuje niekoľkými dôležitými vlastnosťami. Predovšetkým, materiál, z ktorého je vyrobený, by mal byť odolný a odolný voči korózii. V tomto prípade sa často používa nerezová oceľ 316L, ktorá má vysokú odolnosť voči pôsobeniu prostredia a je tiež ľahko udržiavateľná.

Ďalšou dôležitou vlastnosťou je dostatočný výkon, teda schopnosť prenášať dostatočné množstvo tepelnej energie zo zdroja do cieľového média. Výmenník by mal mať tiež dostatočnú plochu výmeny tepla (takéto modely začínajú od 0,8-1,0 m² plochy dosiek), aby umožnil efektívne odovzdávanie alebo prijímanie tepla. Čím väčšia plocha, tým väčšia schopnosť prenášať teplo, čo sa premieta do efektívnosti a výkonu tepelného čerpadla. Väčšia plocha dosiek výmenníka sa približuje k dosiahnutiu možnosti práce tepelného čerpadla na nižších teplotách, čo zaručuje nižšiu spotrebu energie, teda úsporu, a štatisticky nižšiu poruchovosť čerpadla v dôsledku menšieho opotrebenia. Investícia do väčšieho výmenníka sa môže vyplatiť v perspektíve času, hoci pre tepelné čerpadlo je náklad vyšší ako v prípade doskových výmenníkov pre kotly alebo krby.

Výmenník by mal byť tiež dobre navrhnutý z hľadiska štruktúry, aby umožňoval plynulý prietok média a minimalizoval odpor prúdenia. Dôležité je tiež, aby bol výmenník tepla ľahko obsluhovateľný a udržiavateľný, čo umožňuje rýchle a efektívne čistenie a prípadné opravy. Všetky tieto vlastnosti sú kľúčové pre efektívnu činnosť tepelného čerpadla a zabezpečenie tepelného komfortu v budovách.

Aby sme zabezpečili prístupnosť a efektívne odstránenie výmenníka z inštalácie tepelného čerpadla (na účely jeho servisu, čistenia atď.), je vhodné zvážiť umiestnenie na montážny držiak, ako je uvedené na nasledujúcej fotografii, čo nám to zaručí.

Nástenný držiak s uhlovými spojmi - pre výmenník tepla 3/4"

WSP3/4

102.99

View

Nástenný držiak s uhlovými spojmi - pre výmenník tepla 1"

SK-WSP1"

112.99

View

Nástenný držiak s uhlovými spojmi - pre výmenník tepla 1 1/4"

SK-WSP5/4

143.5

View

Ako pripojiť doskový výmenník k tepelnému čerpadlu?

Aby správne pripojili doskový výmenník k tepelnému čerpadlu v inštalácii ústredného kúrenia, je potrebné dodržiavať niekoľko dôležitých krokov. Najprv je potrebné vyčistiť povrch, na ktorom bude výmenník umiestnený, a zabezpečiť dostatočný priestor pre montáž. Potom je potrebné skontrolovať, či je tepelné čerpadlo správne pripravené a či všetky prvky sú funkčné a správne pripojené. Ak je to potrebné, je potrebné zabezpečiť vhodné ochrany proti preťaženiam a skontrolovať, či všetky prvky inštalácie spĺňajú bezpečnostné normy.

Po uistení sa, že tepelné čerpadlo je plne pripravené, môžeme pristúpiť k pripojeniu doskového výmenníka. Je potrebné určiť vhodné miesto pre výmenník a skontrolovať, či je správne upevnený a nemá voľné časti. Následne je potrebné pripojiť napájacie a vratné rúrky tepelného čerpadla k príslušným koncovkám na výmenníku. Je dôležité zabezpečiť správne tesnenie spojov, aby sa predišlo únikom.

Pamätáme na to, že väčšina doskových výmenníkov sú zariadenia s proti prúdom a nie vždy môžeme voľne vyberať smer prúdenia. V tomto prípade je potrebné dodržiavať pokyny výrobcu.

Po pripojení všetkých potrebných rúrok a káblov je potrebné skontrolovať, či inštalácia funguje správne. Je potrebné skontrolovať, či výmenník správne odoberá teplo z čerpadla a prenáša ho do inštalácie ústredného kúrenia, pamätajúc na to, že tzv. tepelná strata pri štarte je vyššia a mala by sa stabilizovať po počiatočnom ohriatí systému. Ak všetko funguje správne, môžeme pristúpiť k finálnym úpravám a nastaveniam, ako je teplota alebo prietok vody, aby sa zabezpečila optimálna činnosť celej inštalácie.

Ako sa starať o doskový výmenník tepla pripojený k tepelnému čerpadlu?

Aby sme zabezpečili správnu funkciu tepelného čerpadla, je potrebné pravidelne kontrolovať stav výmenníkov tepla, ktoré sú k nemu pripojené. Čistota doskového výmenníka tepla je kľúčovým prvkom pri udržiavaní jeho efektivity.

Postupom času, zvyčajne počas rokov, sa na povrchoch dosiek výmenníka môžu hromadiť usadeniny a nečistoty, ako je vodný kameň, hrdza alebo špina. Tieto usadeniny spôsobujú zníženie prenosu tepla, čo vedie k poklesu účinnosti výmenníka tepla, a preto bude tepelné čerpadlo musieť kompenzovať zvýšenú spotrebu energie.

Pravidelné čistenie umožňuje odstránenie týchto usadenín a obnovenie optimálnej účinnosti výmenníka tepla. Je tiež dôležité monitorovať a udržiavať správne parametre činnosti tepelného čerpadla, ako je teplota, tlak alebo prietok. Ak je na jednej strane tepelného čerpadla glykol a na druhej voda v uzavretom okruhu, môžeme byť optimistami, pretože problém zakamienkovania zariadení v uzavretom okruhu nie je až tak naliehavý. Horšia situácia je pri práci v otvorenom okruhu, kde je vhodné častejšie monitorovať činnosť výmenníka a reagovať podľa potreby.

Starostlivosť o doskový výmenník tepla pripojený k tepelnému čerpadlu je nevyhnutná na udržanie optimálnej efektivity a dlhodobej činnosti celého systému.