Het kiezen van de juiste koelmiddel-water warmtewisselaar is slechts het eerste deel van de taak, maar daar moet je wel mee beginnen - dat wil zeggen door ervoor te zorgen dat je een warmtewisselaar met de juiste afmetingen hebt gekozen, maar ook dat het gaat om een warmtewisselaar die bedoeld is voor koelmiddel, dus voor gas - en niet om een gewone water-water warmtewisselaar. Gewone vloeistof-vloeistof warmtewisselaars zijn meestal niet geschikt voor de hoge drukken die freon en soortgelijke media vereisen, en zelfs als ze dat wel zijn, zijn ze niet bestand tegen plotselinge drukschommelingen. Het gebruik van een ongeschikte warmtewisselaar kan dus eenvoudigweg leiden tot storing, dat wil zeggen lekkage.
Even belangrijk is de juiste aansluiting van de koelmiddel-water warmtewisselaar, met name aan de kant van het koelmiddel, in de volksmond de gaszijde genoemd. Daar gaan we het vandaag over hebben.
- Hoe sluit je een koelmiddel-water warmtewisselaar aan?
- Welk soldeersel moet je gebruiken om de aansluitingen met koperen buizen te verbinden?
- Is hardsolderen noodzakelijk?
- Maakt de stroomrichting van water en koelmiddel iets uit?
- Hoe moet de aansluiting van een koelmiddel-water warmtewisselaar als condensor eruitzien?
Hieronder leggen we de belangrijkste regels uit voor de montage aan de water- en koelzijde.
Kleine opmerking over de terminologie: de term freon wordt hier op conventionele wijze gebruikt, in de gangbare betekenis. In strikte of technische zin is niet elk koelmiddel dat wordt gebruikt bij de in dit artikel beschreven warmtewisselaars "freon".
Aansluiting van een koelmiddel-water warmtewisselaar – wat is het verschil met een water-water wisselaar?
Op het eerste gezicht kan een gesoldeerde koelmiddel-water platenwarmtewisselaar lijken op een standaard water-water warmtewisselaar. Het verschil zit echter in de bedrijfsomstandigheden en de manier waarop de aansluitingen zijn uitgevoerd.
Aan de ene kant van de warmtewisselaar bevindt zich de waterinstallatie, terwijl de andere kant deel uitmaakt van een gesloten koelcircuit. Hierdoor stroomt het koelmiddel, dat moet condenseren zodat de warmtewisselaar als condensor werkt.
Welke aansluitingen heeft een koelmiddel-water warmtewisselaar? Welke zijn voor het gas?
De koelmiddel-water warmtewisselaar heeft twee van elkaar gescheiden zijden: de waterzijde en de koelzijde. Daarom kunnen de aansluitingen van beide circuits op verschillende manieren worden uitgevoerd.
Aan de waterzijde worden meestal standaard schroefdraadaansluitingen gebruikt. Deze maken het mogelijk om de warmtewisselaar met behulp van gangbare hydraulische onderdelen aan te sluiten op de verwarmings- of koelinstallatie, op dezelfde manier waarop schroefdraad in een waterinstallatie wordt aangesloten en afgedicht.
Aan de koelmiddelzijde worden aansluitingen gebruikt die bedoeld zijn om te worden verbonden met de leidingen van de koelinstallatie, meestal koperen buizen. De aansluitingen aan de gaszijde hebben meestal geen schroefdraad; het zijn karakteristieke buisjes die zijn voorbereid om met de rest van het systeem te worden gesoldeerd, zoals te zien is op de foto's van de bijgevoegde units.
SAE-adapters voor koelmiddel-water warmtewisselaars
Afhankelijk van de constructie van de warmtewisselaar kunnen de aansluitingen zijn voorbereid voor direct solderen van de buis, of beschikken over een moffen waarin de juiste koperen buis kan worden geschoven om een duurzame verbinding te maken. Op de markt zijn ook geschikte adapters verkrijgbaar die in de buisjes van de warmtewisselaar kunnen worden gesoldeerd - dat wil zeggen nippels met overgang naar SAE-schroefdraad. Laten we kort uitleggen: de SAE-schroefdraadstandaard wordt vaker toegepast in de koeltechniek (dat wil zeggen in de sector die met koelmiddelen werkt), waardoor de overgang naar SAE in sommige gevallen de afstemming van de koelmiddelwisselaar met de rest van het systeem vergemakkelijkt. Dit is echter niet altijd noodzakelijk.
Voordat je begint met de montage van de koelmiddel-water warmtewisselaar, moet je de diameter van de aansluitingen controleren, het materiaal waarvan ze zijn gemaakt, en de door de fabrikant aanbevolen verbindingsmethode. Bij koelmiddel-water warmtewisselaars van het merk Nordic Tec zijn de aansluitingen altijd van roestvrij staal gemaakt en zijn er 2 maten beschikbaar: 7/8" en 5/8", afhankelijk van de productserie. Of je nu buisjes, adapters of andere aansluitstukken past - ze moeten qua maat compatibel zijn met de aansluiting van de warmtewisselaar waarop je ze wilt solderen.
Hoe sluit je een koelmiddel-water warmtewisselaar aan op de leidingen?
Waarom geen schroefdraad?...
De aansluiting van de koelmiddel-water warmtewisselaar aan de koelzijde moet bovenal een hoge dichtheid en duurzaamheid van de verbinding garanderen. Dit is met name belangrijk omdat het koelmiddelcircuit onder druk werkt, en vaak onder een niet geringe druk. Zelfs een kleine lekkage betekent een geleidelijk verlies van koelmiddel, en als gevolg daarvan een verslechtering van de prestaties of een onjuiste werking van het hele systeem. Lekkage van koelmiddel is uiteraard ongewenst.
Koperen buizen moeten worden verbonden met de aansluitingen van de warmtewisselaar volgens de technologie die voor het specifieke model is voorzien. Als de fabrikant een gesoldeerde verbinding voorschrijft, is hardsolderen in koelinstallaties de standaardoplossing.
Alleen hardsolderen garandeert de duurzaamheid van de verbinding bij het werken met koelmiddel
De aanbeveling om hardsolderen toe te passen is een antwoord op de omstandigheden die het koelmiddel zal vereisen, en houdt concreet verband met de druk die het kan bereiken. Dit is geen medium dat vergelijkbaar is met water, dat waarschijnlijk hooguit enkele bar zal bereiken. Er bestaan natuurlijk veel soorten koelmiddelen en hun bedrijfsparameters verschillen onderling. Hieronder zie je een drukgrafiek van het populaire R410A - zoals te zien is, naarmate de temperatuur in het systeem stijgt (dat wil zeggen de temperatuur die onze warmtepomp levert, of een airconditioner die wordt omgebouwd tot warmtepomp) - bereikt het R410A-koelmiddel een zeer hoge druk, zelfs boven de 40 bar. Dit verklaart waarom er geen sprake kan zijn van schroefdraadaansluitingen, noch van zachtsolderen.
Om eventuele vragen of opmerkingen voor te zijn - inderdaad, we gebruiken niet altijd precies R410A. Er zijn ook andere, steeds populairdere koelmiddelen zoals R32. Bij deze kan de grafiek er soms iets anders uitzien, maar het gaat over het algemeen om vergelijkbare drukwaarden. R32 zelf - bereikt vaak zelfs hogere drukken dan het oudere R410A. Op dit punt is het juist veeleisender.
Het tegenstroomprincipe van koelmiddel en water
Bij het aansluiten van een koelmiddel-water warmtewisselaar is het erg belangrijk om het tegenstroomprincipe te respecteren. Dit betekent dat het koelmiddel en het water in tegengestelde richtingen door de warmtewisselaar moeten stromen. Als het koelmiddel van boven naar beneden stroomt, moet het water van beneden naar boven stromen - uiteraard rekening houdend met de indeling van de aansluitingen en de aanbevelingen van de fabrikant voor de specifieke warmtewisselaar.
Tegenstroom maakt het mogelijk om over de hele lengte van de warmtewisselaar een gunstig temperatuurverschil tussen beide media te behouden. Hierdoor wordt het plaatoppervlak efficiënter benut voor warmteoverdracht, en kan de warmtewisselaar de beoogde prestaties bereiken. Als we dit eenvoudige principe vergeten en beide media gelijkstromend aansluiten (dat wil zeggen: ze stromen in dezelfde richting) - verliezen we enkele tientallen % van het rendement van de warmtewisselaar. Dat is ruimschoots genoeg om ervoor te zorgen dat het hele systeem niet meer werkt.
Tegenstroom bij condensors
Dit principe is van bijzonder belang wanneer de koelmiddel-water warmtewisselaar als condensor werkt. Het hete koelmiddel wordt dan naar de koelzijde van de warmtewisselaar geleid, geeft energie af aan het water en condenseert. Een correct uitgevoerde tegenstroom van het water helpt om de warmte efficiënt af te voeren, zowel tijdens het koelen van de damp van het koelmiddel, de condensatie ervan, als - indien de bedrijfsomstandigheden van de warmtewisselaar dit voorzien - tijdens het onderkoelen van de vloeistof.
Het is dus niet verstandig om de aansluitingen van de koelmiddel-water warmtewisselaar alleen aan te sluiten op basis van hoe de leidingen het gemakkelijkst kunnen worden gelegd. Je moet eerst de in- en uitgang van het koelmiddel bepalen, en vervolgens de stroomrichting van het water hierop afstemmen. Een correcte tegenstroomaansluiting heeft directe invloed op de efficiëntie van de warmteoverdracht en de juiste werking van de warmtewisselaar.
Solderen van een koelmiddel-water warmtewisselaar – hard- of zachtsolderen?
Een van de meest gestelde vragen over de montage is welk soldeersel je moet gebruiken voor de koelmiddel-water warmtewisselaar. Uit de eerdere delen van dit artikel weten we al dat zachtsolderen in principe niet wordt aanbevolen.
In koelcircuits worden gesoldeerde verbindingen meestal uitgevoerd met hardsolderen. De keuze van het soldeersel hangt echter af van de materialen die met elkaar moeten worden verbonden. Het solderen van een koper-koper verbinding kan er anders uitzien dan een koper-roestvrijstaal verbinding.
Standaard gesoldeerde verbinding: stalen aansluitingen van de warmtewisselaar en koperen buizen
Als de aansluiting van de warmtewisselaar van roestvrij staal is gemaakt - wat meestal het geval is - en je wilt er koperen buizen aan vastsolderen, moet je koperlas gebruiken met een hoog zilvergehalte en met gebruik van vloeimiddel. Een hoog zilvergehalte is in dit geval onmisbaar, en volgens verschillende aanbevelingen van vakmensen is zelfs 40-45% Ag in het soldeersel niet overdreven. Je moet het soldeersel dus niet uitsluitend kiezen op basis van het smeltpunt.
Solderen van de nippels aan de warmtewisselaar - SAE-adapters
We moeten natuurlijk eerst het materiaal kennen waarvan ze zijn gemaakt om het juiste type soldeersel te kunnen kiezen. De SAE-adapternippels van Nordic Tec zijn gemaakt van messing (specifiek de legering: CW617N), en daar zullen we in dit artikel naar verwijzen.
Over het algemeen is messing een legering waarvan het basisbestanddeel koper is (en in tweede instantie ook zink). Meestal voldoen dezelfde soorten soldeersel goed, die ook worden gebruikt voor staal-koper verbindingen - dat wil zeggen koperlas met een hoog zilvergehalte. Eventueel een vergelijkbaar soldeersel met ook een toevoeging van zink (deze zijn echter van nature moeilijker verkrijgbaar). Uiteraard wordt ook het gebruik van vloeimiddel aanbevolen.
BLOG:
Laat een reactie achter