Výmenník tepla R32, R410a, R407c, R134a, R404a, R290 a pod - princíp fungovania a konštrukcia

Freónový výmenník, známy tiež ako doskový výmenník tepla kvapalina-freón, sa bežne používa v chladiacich, klimatizačných a vykurovacích procesoch. Je to zariadenie s relatívne úzkym spektrom použitia kvôli podporovaným médiám. Ak sa chcete dozvedieť, čo je freónový výmenník tepla a kde sa používa, určite si prečítajte nasledujúci článok. Čítaním tohto blogového príspevku sa tiež dozviete, ako freónový výmenník funguje, ako je konštruovaný a v akých odvetviach a na aké účely sa používa. Pozývame vás na čítanie.

Čo je freónový výmenník tepla a s akými médiami môže pracovať?

Freónový výmenník tepla je spájkovaný doskový výmenník tepla so špeciálnou konštrukciou umožňujúcou prácu s dvoma médiami v rôznom stave skupenstva. Freónový výmenník je zariadenie na prenos tepla - medzi dvoma kvapalinami, ktoré majú rôzne stavy skupenstva. Jednou z kvapalín je napríklad voda alebo voda s glykolom a druhou je plyn, ako je freón - chladiace médium - R32, R410a, R407c, R134a, R404a, R290 alebo podobné.

Tento výmenník sa používa v rôznych chladiacich a klimatizačných systémoch, kde je potrebné efektívne prenášať teplo.

Výparník, teda freónový výmenník v praxi

Freónový výmenník sa používa ako výparník v chladiacich agregátoch, tepelných čerpadlách a klimatizáciách, vždy s ohľadom na maximálny pracovný tlak, ktorý môže v takomto zariadení vzniknúť – pretože každý výmenník tepla má maximálny prípustný pracovný tlak.

Výparníky chladiace alebo výparníky tepelného čerpadla sú kľúčovými prvkami z hľadiska fungovania každého z vyššie uvedených zariadení. Sú to zariadenia zodpovedné za prenos tepla medzi rôznymi médiami. Vo výparníku sa teplo z okolia prenáša do chladiaceho média. V dôsledku dodania tepla sa chladiace médium (napr. freón) mení zo skupenstva kvapalného na plynné. Tento proces je všeobecne známy ako odparovanie.

Kondenzátor, teda druhé použitie freónového výmenníka

Freónový výmenník tepla sa používa aj ako kondenzátor v tepelných čerpadlách, čo je druhé kľúčové zariadenie z hľadiska výmeny tepla v tepelných čerpadlách, klimatizáciách a chladiacich agregátoch.

Kondenzátor chladiaci alebo kondenzátor tepelného čerpadla je základným prvkom v chladiacom cykle uvedených zariadení. Jeho úlohou je premeniť plynné chladiace médium (napr. freón) na kvapalné skupenstvo. Tento proces prebieha po tom, čo plynné chladiace médium bolo predtým odparené a odobrilo teplo vo výparníku.

Ako funguje doskový freónový výmenník tepla pre chladivo?

Doskový freónový výmenník pre chladivo je zariadenie, ktoré umožňuje výmenu tepla medzi dvoma látkami: plynom - napr. freónom a kvapalinou, napr. glykolom alebo zmesou vody s glykolom. Je to možné vďaka špeciálnej konštrukcii, ktorá sa skladá z dosiek, medzi ktorými prúdia obe médiá, bez toho aby sa miešali (čo je kľúčové). Vďaka tomu doskový výmenník tepla zabezpečuje efektívnu a rýchlu výmenu tepla medzi dvoma médiami - aj keď sú v rôznom skupenstve.

✅ Stojí za zmienku, že konštrukcia freónového doskového výmenníka tepla je prispôsobená na prácu s plynmi pod vysokým tlakom, až do 4,5 MPa (alebo 45 barov). Práve toto je základný ukazovateľ - ktorý umožňuje použitie výmenníkov aj s plynnými médiami, keďže práve tieto médiá majú tendenciu pracovať pod vysokým tlakom.

Konštrukcia výmenníkov tepla pre chladivo

Výmenníky tepla pre chladivo sa skladajú zo série dosiek, ktoré sú spájkované dohromady. Dosky majú špeciálne kanály, cez ktoré prúdia kvapaliny, čo umožňuje rýchlu a efektívnu výmenu tepla. Výmenník je vyrobený z vysokokvalitných materiálov, ktoré sú odolné proti korózii a zaisťujú dlhú životnosť zariadenia (oceľ 316L spájkovaná vákuovo s použitím medi). Pripojenie na plynové médium má o niečo menší priemer ako pripojenie na kvapalné médium.

Vďaka svojej konštrukcii a vlastnostiam je tento druh výmenníka široko používaný v rôznych oblastiach, ako je chemický priemysel, energetika alebo potravinársky priemysel.

Výmenník tepla určený pre plyny, freón, chladiace médiá atď. zvyčajne disponuje aspoň jedným kanálom bez závitových pripojení - ide o rúry prispôsobené na spájkovanie. Práve takto sa pripájajú do plynového okruhu. To však nie je najdôležitejšia vlastnosť výmenníkov tepla pre plyn. Najdôležitejšia je odolnosť voči vysokým tlakom. Obzvlášť práca ako kondenzátor tepelného čerpadla vyžaduje od výmenníka tepla odolnosť voči vysokým tlakom, často aj nad 40 bar. To znamená, že klasické výmenníky tepla voda-voda nie sú vhodné pre toto použitie.

Kde sa používa freónový výmenník tepla?

Freónový výmenník tepla sa používa v mnohých rôznych odvetviach priemyslu. Často sa využíva v klimatizáciách a chladičkách, kde plní funkciu kondenzátora. Okrem toho sa freónové výmenníky tepla používajú aj v chladiacich zariadeniach, ako sú chladničky, mrazničky a chladiace vitríny, aby udržiavali vhodnú teplotu a zabránili kazeniu potravín. Mimo chladiaceho sektora nájdeme freónové výmenníky tepla aj v chemickom a farmaceutickom priemysle a v priemyselných procesoch, kde je potrebné efektívne chladenie alebo ohrievanie látok na zachovanie stabilných výrobných podmienok.

Ako zaujímavosť možno dodať, že výmenníky tohto typu sa používajú aj pri úpravách klimatizácií na tepelné čerpadlá - čo je v súčasnosti dosť zaujímavý trhový trend a odpoveď trhu na príliš vysoké ceny tepelných čerpadiel.

✅ Freónové výmenníky tepla sa používajú v nasledujúcich zariadeniach:

• tepelné čerpadlá (v tomto prípade môže freónový výmenník fungovať ako výparník tepelného čerpadla a kondenzátor tepelného čerpadla),
• klimatizácie (v oblasti vetrania a klimatizácie sa freónový výmenník úspešne používa ako výparník klimatizácie a kondenzátor klimatizácie),
• chladiace agregáty (v chladiarenskom priemysle sa freónový výmenník používa ako výparník chladiča a kondenzátor chladiča).

V našej ponuke nájdete okrem iného nasledujúce freónové výmenníky tepla:

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-68-16-F 1,09m² 11 kW

SK NT Ba-68-16-F

305.99

View

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

SK NT Ba-68-60-F

584.99

View

S akými chladiacimi médiami spolupracujú freónové výmenníky?

Doskové freónové výmenníky tepla spolupracujú s nasledujúcimi chladiacimi médiami:

• R32 - difluórmetán. Toto médium sa používa v klimatizačných systémoch, tepelných čerpadlách a chladiarenskom priemysle - napr. v doprave potravín (chladiarenské autá).
• R404A - zmes difluórmetánu, pentafluóretánu a hexafluóropropylénu. Toto médium sa používa v priemyselnom chladiarenskom priemysle.
• R407C - zmes difluórmetánu, pentafluóretánu a oktafluórpropánu. Používa sa v klimatizácii a chladiarenskom priemysle.
• R410A - zmes difluórmetánu a pentafluóretánu. V súčasnosti jeden z najpopulárnejších chladiacich médií. Používa sa v klimatizačných systémoch a tepelných čerpadlách.
• R290 - podobné vyššie uvedeným, úplne bezpečné médium, ktoré získava popularitu v posledných rokoch.

Freónové výmenníky sú navrhnuté tak, aby efektívne vymieňali teplo medzi chladiacim médiom a médiom, ktoré má byť ochladené. Vyššie uvedené plyny sa používajú kvôli svojim dobrým termodynamickým vlastnostiam a chemickej stabilite. Vďaka spolupráci s týmito chladiacimi médiami sú doskové freónové výmenníky tepla efektívne a spoľahlivé v klimatizáciách, tepelných čerpadlách, priemyselnom chladení a výrobe ľadu.

Čo odlišuje freónový výmenník tepla od klasického doskového výmenníka tepla?

Freónový výmenník tepla 45 bar - sa odlišuje od doskového výmenníka tepla typu kvapalina-kvapalina konštrukciou, ktorá umožňuje obsluhu plynov. Medzi tieto rozdiely patrí prítomnosť pripojenia na plynové médiá a konštrukcia, ktorá zaručuje odolnosť výmenníka voči vysokým tlakom dosahujúcim až 45 bar (4,5 MPa). Na porovnanie, doskové výmenníky tepla určené na obsluhu kvapalín majú najčastejšie certifikáciu iba do 20-30 bar.

Použitie klasického výmenníka doskového namiesto freónového výmenníka pre tepelné čerpadlo

Niektorí ľudia sú presvedčení, že je možné navrhnúť inštaláciu s chladiacim médiom typu R32, R404, R407, R410, R290 alebo podobným - s istotou, že nebudú prekročené parametre tlaku rádovo 25-30 bar. To by znamenalo možnosť použitia štandardného - lacnejšieho výmenníka tepla typu kvapalina-kvapalina, certifikovaného do 30 bar. Avšak toto sú unáhlené a riskantné kroky, čo sa pokúsime vysvetliť:

• ✅ Variabilita tlakov pri plynových médiách je v podstate nekontrolovateľná a médiá tohto typu majú tendenciu k náhlym výkyvom tlakov v závislosti od teplotných zmien, na čo tradičný výmenník tepla zvyčajne nie je pripravený (riziko netesnosti).
• ✅ Okrem toho médiá tohto typu s rastúcou teplotou rýchlo dosahujú oveľa vyššie tlaky, v niektorých systémoch už pri dosiahnutí 30-35 stupňov Celzia môže tlak prekročiť 25-30 bar. To znamená, že by sme boli nútení používať naše domáce tepelné čerpadlo (profesionálne alebo z chladiaceho agregátu - to už bez ohľadu) iba pri extrémne nízkych teplotách, čo by zjavne zbavilo zariadenie funkčnosti.

Posledným aspektom je dodržiavanie záruky zo strany výrobcov výmenníkov. Vo väčšine prípadov samotné používanie výmenníka tepla s pracovným tlakom max. 30 bar - s plynovými médiami alebo chladiacim médiom môže už znamenať zrušenie záruky, pretože ide o použitie nezodpovedajúce účelu. Vysvetlenie, že v našom systéme freónu nevznikli tlaky vyššie ako 30 bar - je v podstate bezvýznamné, každý znalec povie, že uvedené médiá majú tendenciu pracovať pri výrazne vyšších tlakoch a v podstate ich používaním z povahy veci nebudeme schopní dokázať, že v našom systéme neprekročili uvedené parametre. Stopy spájok alebo zvarov na pripojeniach - budú zvyčajne jasným dôkazom pre použitie plynových médií. Preto stojí za zváženie, či pri tvorbe vlastného tepelného čerpadla stojí za to riskovať - pravdepodobne lepším riešením bude vždy nákup profesionálneho výmenníka tepla pre chladiace médium.