Wymienniki ciepła do systemów HVAC: Kompletny przewodnik po wyborze

Zastosowania wymienników ciepła w systemach HVAC

Podstacje ciepłownicze

Płytowe wymienniki ciepła — zarówno lutowane, jak i uszczelnione — stanowią standardowy wybór w przypadku podstacji sieci ciepłowniczych oraz jednostek przyłączeniowych (HIU). Oddzielają one termicznie sieć ciepłowniczą od wewnętrznych obiegów grzewczych i ciepłej wody użytkowej w budynku, zapewniając izolację hydrauliczną, a jednocześnie umożliwiając wydajny transfer ciepła przy niskich temperaturach zbliżeniowych.

Typowa specyfikacja HVAC dla płytowego wymiennika ciepła w podstacji wymaga wysokiej sprawności cieplnej (różnica temperatur na zbliżeniu wynosząca 2–5°C), kompaktowych wymiarów oraz długiej żywotności przy minimalnych wymaganiach konserwacyjnych. Wymienniki płytowe lutowane są powszechnie stosowane ze względu na ich trwałość i niewielkie wymiary.

Pompy ciepła

W pompach ciepła wymienniki ciepła pełnią dwie kluczowe funkcje: parownika (który pobiera ciepło ze źródła — powietrza, gruntu lub wody) oraz skraplacza (który dostarcza ciepło do systemu dystrybucji lub zbiornika ciepłej wody). Oba zadania wymagają starannie zoptymalizowanych wymienników ciepła.

W przypadku skraplaczy pomp ciepła obsługujących obwody ogrzewania podłogowego lub grzejników dominującym wyborem są lutowane płytowe wymienniki ciepła. Seria asymetryczna HEXONIC AS szczególnie dobrze nadaje się do skraplaczy pomp ciepła, w których natężenia przepływu po stronie czynnika chłodniczego i po stronie wody znacznie się różnią — asymetryczna geometria płyt zapewnia w tych warunkach nawet o 18% wyższą sprawność.

Instalacje chłodnicze i systemy chłodzenia

W instalacjach chłodniczych płytowe wymienniki ciepła pełnią funkcję parowników (schładzających obieg wodny) oraz skraplaczy (odprowadzających ciepło do wieży chłodniczej lub pętli chłodnicy suchej). Modele z płytami lutowanymi obsługują obieg czynnika chłodniczego, natomiast większe modele z uszczelkami są powszechnie stosowane w połączeniach po stronie wodnej.

Chłodnice suche — żebrowane wymienniki ciepła wykorzystujące powietrze atmosferyczne jako medium chłodzące — są stosowane do odprowadzania ciepła w zastosowaniach z chłodzeniem swobodnym oraz jako skraplacze w chłodnicach suchych. Chłodnice suche HEXONIC są przeznaczone do montażu na zewnątrz z zespołami wentylatorów osiowych, a ich wymiary są dostosowane do konkretnych warunków klimatycznych miejsca instalacji.

Przygotowanie ciepłej wody użytkowej

Pośrednie ogrzewanie ciepłej wody użytkowej (DHW) za pomocą płytowego wymiennika ciepła jest standardowym rozwiązaniem we wszystkich systemach mieszkaniowych, z wyjątkiem najmniejszych. Kompaktowy lutowany wymiennik płytowy podłączony do obiegu kotła lub pompy ciepła podgrzewa zimną wodę z sieci na żądanie, eliminując w niektórych konfiguracjach potrzebę stosowania zasobnika ciepłej wody.

Jednostki dwuścienne HEXONIC SafePLATE są zalecanym wyborem w przypadku, gdy przepisy lub wymogi bezpieczeństwa wymagają zapobiegania mieszaniu się wody z obiegu grzewczego z wodą pitną.

Kluczowe kryteria wyboru

1. Obciążenie cieplne

Wymiennik ciepła musi być dobrany tak, aby przenosił wymagane obciążenie cieplne (kW) przy określonych temperaturach na wlocie i wylocie po obu stronach. Im mniejsza jest różnica temperatur (różnica między dwiema temperaturami na wylocie), tym większy i wydajniejszy musi być wymagany wymiennik ciepła. W większości zastosowań HVAC docelowa różnica temperatur wynosi 2–5°C.

2. Spadek ciśnienia

Każdy wymiennik ciepła powoduje spadek ciśnienia w obu obiegach płynów, co ma wpływ na dobór pompy i zużycie energii. Przy doborze wymiennika ciepła należy znaleźć równowagę między wydajnością cieplną a akceptowalnym spadkiem ciśnienia dla danej konstrukcji systemu.

3. Ciśnienie robocze i temperatura

Wymiennik ciepła musi być przystosowany do maksymalnych ciśnień i temperatur roboczych, z jakimi będzie miał do czynienia — w tym do przejściowych warunków szczytowych. W przypadku obiegów czynnika chłodniczego należy zawsze sprawdzić maksymalne ciśnienie po stronie wysokiego ciśnienia dla danego typu czynnika chłodniczego, w tym dla systemów CO2.

4. Kompatybilność płynów

Roztwory glikolu i wody, obwody z wodą z inhibitorami oraz czynniki chłodnicze mają różne wymagania dotyczące kompatybilności materiałowej. Standardowe płytowe wymienniki ciepła z lutowaniem miedzianym są kompatybilne z większością płynów stosowanych w systemach HVAC. Zastosowania z udziałem amoniaku, niektórych glikoli lub wody chlorowanej (baseny) wymagają doboru specjalnych materiałów.

5. Zanieczyszczenia i dostęp do konserwacji

W obiegach czystej, uzdatnionej wody można stosować zamiennie wymienniki płytowe lutowane lub uszczelnione. Zastosowania o wyższym ryzyku zanieczyszczenia — otwarte obiegi wież chłodniczych, woda morska, woda rzeczna — zazwyczaj wymagają wymienników płytowych uszczelnionych, które można rozmontować i wyczyścić mechanicznie.

Produkty HEXONIC do zastosowań HVAC

• Płyty lutowane serii L — ogrzewanie miejskie, ciepła woda użytkowa, ogólny transfer ciepła w systemach HVAC
• Wymienniki płytowe z serii R — parowniki i skraplacze czynnika chłodniczego w pompach ciepła i agregatach chłodniczych
• Seria AS Asymmetric — skraplacze pomp ciepła o nierównych natężeniach przepływu
• Seria L ULTRA — transkrytyczne pompy ciepła na CO2 oraz systemy chłodnicze wysokociśnieniowe
• SafePLATE — ogrzewanie wody pitnej, gdzie wymagane jest zapobieganie zanieczyszczeniu krzyżowemu
• Płyty ramowe — systemy ciepłownicze o dużej wydajności, zastosowania w wieżach chłodniczych
• Chłodnice suche — odprowadzanie ciepła za pomocą chłodzenia powietrzem zewnętrznym w agregatach chłodniczych i chłodzeniu procesowym

Zapoznaj się z pełną ofertą wymienników ciepła HEXONIC do systemów HVAC — w tym wymienników płytowych lutowanych, płytowo-ramowych oraz chłodnic suchych.
Skorzystaj z oprogramowania doboru CAIRO lub skontaktuj się z naszym zespołem inżynierów, aby uzyskać pomoc w doborze odpowiedniego rozmiaru.