Tepelné čerpadlo, klimatizácia, chladenie - spájkovanie výmenníkov tepla, potrubí a pod.

Spájkovanie v zariadeniach a chladiarenských inštaláciách - základy

Spájkovanie je jednou z nevyhnutných zručností pre každého odborníka zaoberajúceho sa inštaláciou alebo servisom klimatizácií či tepelných čerpadiel - všeobecne povedané chladiacich jednotiek, ktoré využívajú chladivá.

✅ Špecifiká chladív alebo podobných médií nedávajú na výber, spojenie prvkov pomocou spájkovania je tu nevyhnutné. Čo však tento proces naozaj znamená, prečo je spájkovanie nevyhnutné, aké druhy spájok sú dostupné? Aké materiály je potrebné vybrať a na čo si zvlášť dávať pozor pri ich výbere?
V tomto príspevku sa pokúsime stručne odpovedať na tieto a ďalšie otázky, pričom sa zameriame na podstatu spájkovania a vedľajšie (avšak dôležité) súvisiace otázky. Tento článok je určený pre laikov alebo nadšencov, ktorí chcú napríklad prestavať klimatizáciu na tepelné čerpadlo alebo vykonávať podobné úpravy sami.

Spájkovanie v chladení a vykurovaní

Jednotlivé prvky systémov musia byť vždy správne spojené - v súlade s umením vhodným pre médiá, ktoré sú v danom systéme použité. Inak sa spájajú prvky typu rúrok v systémoch voda-voda a inak v systémoch s inými médiami (už len na úrovni výberu materiálov - spojok použitých na spojenie rúrok, závitov atď.). Je jasné, že iným spôsobom sa spájajú rúry napríklad s prvkami tepelného čerpadla (ako je kondenzátor atď.) - plynné médiá, t.j. chladivá, si vyžadujú iný spôsob spojenia.
✅ A tu používame spájkovanie - je to spôsob spojenia jednotlivých častí systémov klimatizácií, tepelných čerpadiel a podobných zariadení - typu chladiace agregáty.

Proces spájkovania z fyzikálneho hľadiska

Samotné spájkovanie je vlastne jav - fyzikálny proces. ☑️ Spájkovanie spočíva v difúzii, teda samovoľnom rozširovaní sa častíc spájky, ich prenikaní do štruktúry spájaných materiálov. Týmto spôsobom vzniká pevne ukotvené spojivo v oboch spájaných častiach, teda spájka, tvrdé spojivo.

Rozdiel medzi zváraním a spájkovaním

Z pohľadu laika zváranie a spájkovanie vyzerajú podobne, aspoň výsledok - trvalo spájame dva prvky. Z fyzikálneho hľadiska sú však veľké rozdiely. Pri zváraní dochádza k čiastočnému roztaveniu pôvodného materiálu, ku ktorému pripojujeme nejaký prvok. Týmto spôsobom dochádza k trvalému spojeniu, spájkovacím materiálom je teda samotný pôvodný materiál.

V prípade spájkovania je spájkovacím materiálom spájka, ktorá sa roztaví, pričom štruktúra pôvodného materiálu zostáva nezmenená. Preto v zariadeniach klimatizácií, tepelných čerpadiel, výmenníkoch tepla pre chladivá - nejde o zváranie, ale o spájkovanie.

✅ Zváranie a spájkovanie nie je to isté, sú to rôzne fyzikálne procesy, aj keď z pohľadu laika vedú k rovnakým výsledkom.

Tvrdé spájkovanie a mäkké spájkovanie

Samozrejme, existujú rôzne druhy spájkovania - najčastejšie sa stretávame s tvrdým spájkovaním a mäkkým spájkovaním. Rozdiel spočíva v teplote tavenia spájky, pretože prirodzene sa na tavenie spájky používa vysoká teplota.

✅ Tvrdé spájkovanie je to, čo nás zaujíma v kontexte nášho článku - pretože sa zvyčajne používa v klimatizačných systémoch, chladiacich jednotkách a tepelných čerpadlách. Tento proces vyžaduje teplotu vyššiu ako 450 °C. Naopak, mäkké spájkovanie (alebo „na mäkko“) je proces, ktorý prebieha pri nižších teplotách ako 450 °C. Pre nás je menej zaujímavé, pretože sa v chladení používa menej často.

V mnohých cudzích jazykoch sa tvrdé a mäkké spájkovanie označuje termínom. Napríklad v angličtine je mäkké spájkovanie do 450 °C označované ako soldering, zatiaľ čo tvrdé spájkovanie ako brazing. To naznačuje, že ide o technicky úplne iný proces a typy spojov vytvorené týmto spôsobom sú výrazne odlišné. V praxi je tvrdá spájka oveľa odolnejšia a často sa používa v iných oblastiach alebo odvetviach. V kontexte spojov chladív sa spájkuje na tvrdo, ale napríklad v elektronike sa spájkuje skôr na mäkko.

Vysokoteplotné spájkovanie - čo to je?

Okrem toho sa môžeme stretnúť aj s pojmom vysokoteplotné spájkovanie - niektorí ľudia si ho mýlia s tvrdým spájkovaním. Nie je to však úplne to isté, pretože ide o proces nanášania spájky pri ešte vyššej teplote - nad 1000 °C.

☑️ Tvrdé spájkovanie a vysokoteplotné spájkovanie nie sú to isté - „tvrdé“ sa spájkuje pri teplotách > 450 °C, zatiaľ čo „vysokoteplotné“ pri výrazne vyšších teplotách, > 1000 °C.

Kapilarita - základná vlastnosť tekutého pájiva, ktorá ovplyvňuje jeho užitočnosť

Kapilarita je charakteristickým pojmom pre proces pájania.
✅ Kapilarita jednoducho označuje schopnosť tekutého pájiva vniknúť do pájacej medzery. To sa deje vzdor gravitácii. Pájacia štrbina je priestor medzi zlučovanými prvkami pri teplote pájania. Čím menšia je táto štrbina, tým ľahšie bude možné ju naplniť pájkom.

☑️ V kontexte pájacej medzery - konkrétne jej veľkosti a sprevádzajúcej kapilarity - je veľmi dôležité dbať o to, aby pájacia medzera, teda skutočný priestor medzi rôznymi pájovanými prvkami, bol dostatočne malý. Vtedy kapilarita spraví svoje a pomôže nám účinne spojiť prvky. Treba na to myslieť v fáze plánovania prác, aby jednotlivé prvky, ako napríklad trubky, mali relatívne kompatibilné rozmery.

Výmenník tepla chladivo TČ Ba-26-34-F 0,88m² 9 kW

SK NT Ba-26-34-F

189.99

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 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-68-40-F 2,72m² 28 kW

SK NT Ba-68-40-F

459.99

View

Základné náradie na spájkovanie spojení klimatizácie

V prípade sporadického použitia, ak nejde o profesionálnych inštalatérov, ktorí si kupujú náradie určené na spoľahlivé používanie, sa zvyčajne uprednostňujú jednoduché a kompaktné - elektrické pájky. Používajú ich aj inštalatéri - ktorí si len kúpia trochu drahšie, odolnejšie náradie. Je to kompaktné a pohodlné riešenie, zároveň pomerne bezpečné - a toto by sme odporúčali.

___________________

Slovník použitých pojmov v článku

Agregát chladiaci - zariadenie používané na vytváranie chladu a udržiavanie nízkej teploty v chladiacom okruhu / chladiaceho média (zvyčajne má uzavretý okruh). Zariadenie má určité podobnosti s klimatizačnými jednotkami.

Kapilárna schopnosť spájky / Kapilarita - schopnosť spájky spontánne sa vtláčať do spájkovej štrbiny, povedali by sme, že sa "lepí" na ňu rovnomerne a bezproblémovo. Ak má daná spájka dobrú kapilárnu schopnosť, bude ľahko nanášateľná a rovnomerne vyplní spájkovú štrbinu, aj v proti smeru gravitácie.

Spájka zinko-hliníková - používaná na spojovanie hliníka s hliníkom alebo medi s hliníkom. Má nízky bod topenia - preto sa hodí na tieto materiály, nezmení ich vysokou teplotou.

Spájka medi-fosforová - používaná na spojovanie mediánových prvkov, používaná aj v elektrotechnike. Je relatívne nenáročná, ľahko sa nanáša, často ani nevyžaduje pridaný tavidlo.

Spájkovanie - proces spojenia 2 materiálov topením spájky, v tomto prípade bez topenia samotného materiálu (na rozdiel od zvárania).

Spájkovanie mäkké - proces nanášania spájky, ktorý prebieha pri relatívne nízkych teplotách topenia spájky (tj. pod 450 °C).

Spájkovanie tvrdé - proces nanášania spájky, pri ktorom sa používajú teploty topenia vyššie ako 450 °C). Vzniknutá spájka má samozrejme iné vlastnosti ako pri mäkkom spájkovaní.

Spájkovanie vysokoteplotné - proces nanášania spájky, ktorý vyžaduje teploty vyššie ako 1000 °C.

Zváranie - fyzikálny proces spojenia materiálov topením spojovacieho materiálu. Čiastočne vedie aj k prehriatiu pôvodného materiálu (na rozdiel od spájkovania).

Spájkovacia medzera - prázdny priestor medzi materiálmi, ktoré plánujeme zlátkovať. Čím je menší, tým ľahšie pre nás bude celý proces spájkovania.

Tavidlo - chemická látka, ktorej cieľom je zlepšiť mokrosť spájky a chrániť povrchy kovov pred oxidáciou počas procesu spájkovania. Všeobecne uľahčuje proces, často bez jej pridania nedokážeme efektívne spojiť materiály spájkou.

Výmenník tepla - zariadenie na prenos tepla z jedného média do druhého, v chladiarstve, klimatizáciách, tepelných čerpadlách - má prenášať teplo (alebo chlad) na vodu alebo vzduch. Okrem toho je zariadenie dostupné v mnohých formách, široko rozšírené v priemysle.

Výmenník tepla doskový freónový - typ výmenníka, často používaný ako kondenzátor alebo vyparovač v tepelných čerpadlách, klimatizáciách atď. Často sa používa pri prerábke klimatizátorov na tepelné čerpadlá. Jeho pripojenie samozrejme vyžaduje spájkovanie jeho prípojov.

Zvlhčovacia schopnosť spájky - je to jej schopnosť rozprávať sa a priliehať k povrchu látok, ktoré sa majú spájkovať. Ak je táto schopnosť nízka, budeme mať problémy so správnym spájkovaním. Môžeme na ňu ovplyvniť, čistiac povrch alebo pridávaním tzv. tavidla. Dôležité je aj správne zvoliť druh spájky pre spájanie materiálov.

Výmenník tepla pre plyn freón chladivo Tepelné čerpadlá | Ba-68-10-F 0,68m² 8 kW

SK NT Ba-68-10-F

269.99

View

Výmenník tepla pre plyn freón chladivo Tepelné čerpadlá | Ba-68-50-F 3,4m² 35 kW

SK NT Ba-68-50-F

511.99

View

Výmenník tepla pre plyn freón chladivo Tepelné čerpadlá | Ba-68-26-F 1,77m² 18 kW

SK NT Ba-68-26

362.99

View

Výmenník tepla pre plyn freón chladivo Tepelné čerpadlá | Ba-68-60-F 4,1m² 44 kW

SK NT Ba-68-60-F

584.99

View