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

907 Views 10 Liked
Posted on: 13.06.2024
 

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.

Kapilarita Spajkovanie SK

Zvlhčovacia schopnosť spájky - čo to také je a aký má význam v praxi?

Tu je skôr dôležitá schopnosť praktického nanesenia spájky, možno pre laika budú terminy pôsobiť odstrašujúco. Sú to však absolútne základy, vďaka ktorým budete lepšie rozumieť tým javom, s ktorými sa stretneš v praktickej fáze.

Spájka má určitú schopnosť pomerne rovnomerného rozprestierania sa na povrchu spájaného materiálu, vytvárajúc tenkú, pravidelnú vrstvu, bez hrčiek a akéhosi druhu "zakvapiek".
✅ Schopnosť takéhoto rovnomerného rozprestierania sa výrazne uľahčuje prácu - nazýva sa to zvlhčovacou schopnosťou spájky. Aby sa to dosiahlo na primeranej úrovni, je potrebné dobre zvoliť materiály použité na spájkovanie, prípadne ich možno zlepšiť pridaním tzv. toku - ale aj sa postarať o základnú prípravu spájaného materiálu (musí byť čistý).

Aký druh spájky na klimatizáciu alebo tepelné čerpadlo?

V klimatizačných alebo tepelných čerpadlách môže byť potrebné spojiť rôzne materiály medzi sebou - alebo rovnaké materiály, napríklad medi s mediou.
☑️ Spájku treba vyberať podľa materiálov, ktoré sa majú spojiť, aby sme postupovali podľa overených vzorcov a mali čo najjednoduchšiu úlohu. Inú spájku vyberieme na spojenie medi s mediou - a inú na spojenie ocele s mediou atď.

✅ Aká spájka na spojenie medi s mediou?

Na spojenie medi s mediou postačuje jedna z ľahko dostupných spájok - medeno-fosforová spájka. Postačí na spájanie napríklad mediánových rúr v klimatizáciách atď. Obvykle je pomerne jednoduché ju nanesť vďaka dosť dobrej zvlhčovacej schopnosti spájky a nevyžaduje špeciálnu prípravu, napríklad pridanie toku (látky zvyšujúcej zvlhčovaciu schopnosť spájky). Medeno-fosforová spájka má samozrejme určité nevýhody, napríklad nie je vhodná na spájanie železa s niklom - ale nie sú to nevýhody v našom kontexte témy. Stojí za zmienku, že je možné zlepšiť kvalitu medeno-fosforovej spájky pridaním striebornej spájky (v minimálnom rozsahu). To zvýši pevnosť a zvlhčovaciu schopnosť - pomáhajúc nám pri práci.

Aká spájka sa použije na spojenie medi s mosadzou?

Na spojenie medi a mosadze musíme použiť spájku s určitým obsahom striebra, ktorý by mal byť približne 40% (čím vyšší obsah striebra, tým ľahšie ju nanesieme a spájka bude trvácnejšia). Pre mosadz je potrebné použiť tok.

Aká spájka sa použije na spojenie medi s hliníkom - alebo hliníka s hliníkom?

Na spojenie medi s hliníkom - alebo hliníkových prvkov medzi sebou - je potrebné použiť zliatiny zinku a hliníka alebo hliníka a zinku - samozrejme s tavidlom.

✅ Aká spájka sa použije na spájkovanie výmenníka tepla s mediou?

Otázka spájkovania nerezovej ocele (z ktorej sú vyrobené doskové výmenníky tepla pre klimatizáciu a tepelné čerpadlá) a medi vyvoláva isté nejasnosti, pretože na internete možno nájsť rôzne komentáre od praktikov, ktorí to už robili a použili rôzne metódy. Najdôležitejšie je dosiahnuť cieľ.

Ak inštalujete výmenník tepla ako kondenzátor a chcete spájať oceľové rúrky s mediou, odporúčame použiť mediálnu spájku s vysokým obsahom striebra, dokonca 45%, s použitím toku.

Správne spojenie výmenníka tepla, ktorý má pracovať s freónom, je samozrejme kľúčové pre celý systém, preto sa neoplatí šetriť na obsahu striebra vo spájke.

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.

 
Posted in: Tepelné čerpadlá - všetko o ich fungovaní, výbere, len praktické informácie, Chladiace médiá a výmenníky tepla pre chladivo

Zanechajte komentár

★
★
★
★
★
Bezpečnostný kód

Súvisiace príspevky

Aký doskový výmenník tepla pre tepelné čerpadlo?
Aký doskový výmenník tepla pre tepelné čerpadlo?
Posted in: Výmenníky tepla a všetko s nimi spojené, Tepelné čerpadlá - všetko o ich fungovaní, výbere, len praktické informácie
03.06.2024
1306 views 9 Liked
Zistite, na čo si dávať pozor pri výbere doskového výmenníka tepla pre tepelné čerpadlo. Tipy, ktoré vám pomôžu...
Čítaj viac
Zamrznutie tepelného čerpadla - príčiny, dôsledky
Zamrznutie tepelného čerpadla - príčiny, dôsledky
Posted in: Výmenníky tepla a všetko s nimi spojené, Tepelné čerpadlá - všetko o ich fungovaní, výbere, len praktické informácie
04.06.2024
2196 views 11 Liked
Objavte príčiny a potenciálne dôsledky zamŕzania tepelných čerpadiel. Nájdite cenné rady týkajúce sa udržiavania...
Čítaj viac
Ako funguje tepelné čerpadlo vzduch-voda a vzduch-vzduch?
Ako funguje tepelné čerpadlo vzduch-voda a vzduch-vzduch?
Posted in: Tepelné čerpadlá - všetko o ich fungovaní, výbere, len praktické informácie
05.06.2024
833 views 6 Liked
Spoznajte, ako funguje vzduchová tepelná čerpadla! Pozrite sa, ako táto novátorská technológia premení energiu z...
Čítaj viac
Výmenník tepla R32, R410a, R407c, R134a, R404a, R290 a pod - princíp fungovania a konštrukcia
Výmenník tepla R32, R410a, R407c, R134a, R404a, R290 a pod - princíp fungovania a konštrukcia
Posted in: Výmenníky tepla a všetko s nimi spojené, Tepelné čerpadlá - všetko o ich fungovaní, výbere, len praktické informácie, Chladiace médiá a výmenníky tepla pre chladivo
05.06.2024
986 views 10 Liked
Freónový výmenník tepla - charakteristika, ako funguje, konštrukcia. Výmenník tepla pre chladivo, známy tiež ako...
Čítaj viac
Doskový výmenník pre klimatizáciu - čo stojí za to vedieť?
Doskový výmenník pre klimatizáciu - čo stojí za to vedieť?
Posted in: Výmenníky tepla a všetko s nimi spojené, Chladiace médiá a výmenníky tepla pre chladivo
05.06.2024
941 views 8 Liked
Doskový výmenník je jednou z najpopulárnejších foriem výmenníkov tepla používaných v klimatizácii. Ak sa chcete...
Čítaj viac