Jakie ciśnienie czynnika w pompie ciepła? Normy i diagnostyka

Spotykasz się z pompą ciepła, która nagle traci wydajność, a manometry pokazują dziwne wartości ciśnienia czynnika? Rozumiem twoją frustrację, bo to częsty dylemat serwisantów w środku sezonu grzewczego. W tym artykule разбierzemy, dlaczego ciśnienie czynnika nie zawsze świadczy o jego ilości, jak odczytywać nominalne wartości ssania i tłoczenia dla popularnych czynników jak R32 czy R410A, oraz jak diagnozować niedobór lub nadmiar na podstawie spadku ciśnienia ssania i wysokiego ciśnienia skraplania. Te wiedza pomoże ci szybko zlokalizować usterkę i przywrócić efektywną pracę układu.

• Ciśnienie czynnika a postój sprężarki w pompie ciepła
• Dlaczego ciśnienie czynnika nie mierzy jego ilości
• Stan nasycenia czynnika a ciśnienie w układzie
• Nominalne ciśnienia ssania i tłoczenia dla R32 i R410A
• Diagnoza niedoboru czynnika po spadku ciśnienia ssania
• Nadmiar czynnika: wysokie ciśnienie skraplania w pompie
• Pytania i odpowiedzi: Jakie ciśnienie czynnika w pompie ciepła

Ładunek czynnika a ciśnienie w pompie ciepła – błąd serwisantów

Wiele razy serwisant mierzy ciśnienie czynnika w pompie ciepła i od razu wnioskuje o jego niedoborze, gdy wartości spadną poniżej normy. Ten błąd wynika z pominięcia termodynamiki układu, gdzie ciśnienie zależy głównie od temperatury i stanu fazowego czynnika chłodniczego. Ładunek czynnika oznacza masę czynnika w układzie, ale nie przekłada się bezpośrednio na odczyty manometrów. W pełni naładowany układ może mieć niskie ciśnienie ssania przy bardzo niskiej temperaturze otoczenia. Dlatego zawsze sprawdzaj kontekst pracy pompy, zanim zaczniesz dolewać czynnika. Ignorowanie tego prowadzi do przeładowania i awarii sprężarki.

Typowy scenariusz to zgłoszenie klienta o słabym grzaniu wody, z ciśnieniem ssania na poziomie 4 bar zamiast 7–8 bar. Serwisant dolewa czynnika, podnosząc ciśnienie, ale COP spada, bo układ był czysty i pełny. Prawidłowa procedura wymaga pomiaru dynamicznego podczas pracy sprężarki i porównania z tabelami nasycenia. Ładunek czynnika dobiera się raz przy instalacji na podstawie objętości układu, a potem kontroluje objawami, nie samymi ciśnieniami. Zbyt szybka reakcja na manometry marnuje czas i czynnik chłodniczy.

Błąd ten nasila się w starszych pompach z R410A, gdzie wahania ciśnienia tłoczenia sięgają 25–32 bar w zależności od temperatury wody grzewczej. Nowsze modele z R32 są wrażliwsze, a serwisant musi znać specyfikę każdego czynnika. Zamiast zgadywać, notuj ciśnienie czynnika w stanie pracy i spoczynku. To pozwoli odróżnić problem z ładunkiem od zabrudzonego parownika czy filtra.

Zobacz także: Jakie ciśnienie w instalacji z pompą ciepła

Ciśnienie czynnika a postój sprężarki w pompie ciepła

Sprężarka w pompie ciepła zatrzymuje się automatycznie, gdy ciśnienie czynnika ssania spadnie poniżej progu bezpieczeństwa, zwykle 2–4 bar w zależności od modelu. Ten postój chroni przed suchobiegiem, ale często mylony jest z niedoborem czynnika chłodniczego. W rzeczywistości niskie ciśnienie ssania może wynikać z zatkania zaworu rozprężnego lub niskiej temperatury parowania. Podczas postoju ciśnienie w układzie wyrównuje się do wartości nasycenia przy temperaturze otoczenia. Dlatego restart po kilku minutach pozwala sprawdzić, czy problem powraca dynamicznie.

Wysokie ciśnienie tłoczenia powyżej 35 bar dla R410A powoduje inny rodzaj postoju, aktywowany przez czujnik przegrzania. Czynnik w stanie nadkrytycznym zwiększa obciążenie silnika, co skraca cykl pracy. Serwisant musi odróżnić postój ssania od tłoczenia, mierząc obie strony manometrem. W układzie z inwerterem postój objawia się ciągłymi zmianami obrotów, zanim sprężarka się wyłączy całkowicie.

Podczas diagnostyki notuj czas postoju i odczyty ciśnienia czynnika tuż przed nim. Jeśli ssanie wraca do 6–9 bar po restarcie, winny jest parownik lub wentylator. Postój z powodu ciśnienia uczy cierpliwości – układ potrzebuje stabilizacji, zanim podejmiesz decyzję o serwisie.

Kiedy postój to alarm dla ciśnienia

• Ciśnienie ssania poniżej 3 bar przez ponad 5 minut wskazuje na potencjalny niedobór czynnika.
• Tłoczenie powyżej 33 bar z temperaturą skraplacza ponad 60°C sugeruje nadmiar lub zabrudzenie.
• Wyrównanie ciśnienia w spoczynku do 10–15 bar dla R32 przy 20°C otoczenia jest normą.

Dlaczego ciśnienie czynnika nie mierzy jego ilości

Ciśnienie czynnika w pompie ciepła zależy od temperatury wrzenia w danym stanie fazowym, a nie od masy czynnika w układzie. W stanie nasycenia para i ciecz współistnieją pod ciśnieniem równym ciśnieniu pary nasyconej dla danej temperatury. Dodanie czynnika zwiększa tylko poziom cieczy w zbiorniku, nie zmieniając ciśnienia, dopóki fazy są w równowadze. Dlatego pusty układ ma niskie ciśnienie ssania, ale pełne – stabilne wartości zależne od T. Myślenie o ciśnieniu jako mierniku ilości to uproszczenie ignorujące diagramy termodynamiczne.

W parowniku ciśnienie ssania wynosi zazwyczaj 5–10 bar dla R32 przy temperaturze parowania 0–10°C. To wartość nasycenia, niezależna od ładunku powyżej minimum. Tylko ekstremalny niedobór powoduje spadek poniżej, z powodu braku pary do sprężenia. Nadmiar wpływa na tłoczenie, ale znów przez temperaturę skraplania. Ciśnienie czynnika mierzy stan termodynamiczny, nie wagę.

Praktyka pokazuje, że serwisant z pomiarem ciśnienia musi łączyć go z temperaturami i prądem sprężarki. Samo ciśnienie 7 bar ssania nic nie mówi o ilości czynnika chłodniczego bez kontekstu. To klucz do uniknięcia błędnego dolewania lub odpowietrzania.

Stan nasycenia czynnika a ciśnienie w układzie

Stan nasycenia czynnika chłodniczego występuje, gdy ciśnienie odpowiada temperaturze wrzenia, tworząc równowagę między cieczą a parą. W pompie ciepła parownik i skraplacz pracują właśnie w tym stanie, dyktując ciśnienie ssania i tłoczenia. Na diagramie Moliera krzywa nasycenia pokazuje, jak ciśnienie rośnie wykładniczo z temperaturą. Dla R410A przy 5°C nasycenia ciśnienie wynosi ok. 8 bar, a przy 50°C – 28 bar. Układ dąży do tego stanu dynamicznie podczas pracy.

Odchylenia od nasycenia sygnalizują problemy: przegrzanie pary ssawnej podnosi ciśnienie bez wzrostu T, wskazując na niedobór. Podochłodzenie cieczy tłocznej obniża ciśnienie skraplania. Ciśnienie czynnika w stanie nasycenia jest uniwersalnym punktem odniesienia dla diagnozy. Mierząc je, oceniasz efektywność wymienników ciepła.

W spoczynku cały układ osiąga stan nasycenia przy temperaturze otoczenia, z ciśnieniem wyrównanym na 12–18 bar dla R32 latem. To pozwala wstępnie ocenić szczelność – nagły spadek sugeruje wyciek czynnika.

Nominalne ciśnienia ssania i tłoczenia dla R32 i R410A

Dla czynnika R32 nominalne ciśnienie ssania w pompie ciepła wynosi 6–10 bar przy temperaturze parowania 0–7°C i wodzie grzewczej 35°C. Ciśnienie tłoczenia oscyluje wokół 20–28 bar dla skraplania przy 40–50°C. Wartości te zależą od temperatury otoczenia: przy -5°C ssanie spada do 4–6 bar. R410A ma wyższe ciśnienia – ssanie 7–12 bar, tłoczenie 25–35 bar ze względu na wyższą temperaturę krytyczną. Zawsze odwołuj się do tabel producenta dla konkretnego modelu.

Poniższa tabela podsumowuje typowe zakresy w warunkach grzewczych (otoczenie 7°C, woda 35/55°C):

Te wartości zakładają pełny ładunek czynnika i czysty układ. Wahania o 2–3 bar są akceptowalne przy zmianach obciążenia.

Diagnoza niedoboru czynnika po spadku ciśnienia ssania

Spadek ciśnienia ssania poniżej 5 bar w R32 przy normalnej temperaturze otoczenia to pierwszy sygnał niedoboru czynnika chłodniczego. Sprężarka pociąga mniej pary, temperatura parowania spada, a COP maleje poniżej 3. Jednocześnie ciepło z parownika nie wystarcza, powodując postój ochronny. Potwierdź to wzrostem temperatury ssawnej powyżej 10°C i spadkiem prądu silnika. Wyciek objawia się pęcherzami w wizjerze na stronie cieczy.

Procedura diagnozy zaczyna się od pomiaru ciśnienia dynamicznego po 15 minutach pracy. Porównaj z nominalnym dla danej T wody i powietrza. Jeśli ssanie nie wraca po odpowietrzeniu, szukaj nieszczelności ultradźwiękami. Dolewaj czynnika porcjami po 100–200 g, monitorując ciśnienie ssania. Pełny układ osiągnie 8–9 bar bez przegrzania.

Inne przyczyny spadku to zatkany filtr osuszacza lub zawór – odróżnij je wysokim podciśnieniem próżniowym. Niedobór czynnika wymaga zawsze sprawdzenia szczelności przed uzupełnieniem.

Kroki diagnozy niedoboru

• Zmierz ciśnienie ssania i tłoczenia w stanie pracy.
• Sprawdź supergrzanie ssania: powyżej 12°C wskazuje brak czynnika.
• Wykonaj test próżniowy po ewakuacji powietrza.
• Uzupełnij do nominalnego ciśnienia nasycenia.

Nadmiar czynnika: wysokie ciśnienie skraplania w pompie

Nadmiar czynnika chłodniczego podnosi ciśnienie skraplania powyżej 30 bar w R32, bo ciecz zalewa skraplacz, zmuszając sprężarkę do wyższego sprężania. Temperatura tłoczenia przekracza 70°C, aktywując alarm przegrzania. Efektywność spada, bo ciepło odpływa wolniej do wody grzewczej. Manometry pokazują tłoczenie 32–38 bar przy ssaniu w normie. Objawem jest też mokra sprężarka od cofki cieczy.

Diagnoza nadmiaru wymaga odpuszczenia czynnika przez zawór Schradera na stronie wysokiej, aż ciśnienie skraplania spadnie do 25–28 bar. Monitoruj podochłodzenie – powyżej 8°C sygnalizuje optimum. Zbyt dużo czynnika zwiększa pobór mocy o 20–30%, niszcząc łożyska sprężarki długoterminowo. W pompach z R410A granica to 35 bar – przekroczenie skraca żywotność.

Unikaj nadmiaru, ważąc czynnik przy instalacji według specyfikacji. W diagnostyce łącz ciśnienie tłoczenia z temperaturą skraplacza. Prawidłowe wartości zapewniają COP powyżej 4 w warunkach nominalnych.

Pytania i odpowiedzi: Jakie ciśnienie czynnika w pompie ciepła

• Jakie są prawidłowe wartości ciśnienia czynnika chłodniczego w pompie ciepła?

  W parowniku ciśnienie wynosi zazwyczaj 5–10 bar, a w skraplaczu 20–30 bar. Wartości zależą od rodzaju czynnika (np. R32 lub R410A), temperatury otoczenia i temperatury wody grzewczej. Dokładne dane sprawdzaj w tabelach termodynamicznych dla konkretnego układu.

• Czy ciśnienie czynnika bezpośrednio wskazuje na jego ilość w układzie?

  Nie, ciśnienie zależy przede wszystkim od temperatury i stanu fazowego czynnika (nasycenie), a nie od masy czynnika. Błędne utożsamianie ciśnienia z ilością prowadzi do pomyłek diagnostycznych.

• Jak niedobór czynnika wpływa na ciśnienie w pompie ciepła?

  Niedobór powoduje spadek ciśnienia ssania (parownika) i tłoczenia (skraplacza), np. ssanie poniżej 5 bar. Objawia się to niską temperaturą parowania, spadkiem COP i mocy grzewczej, ale wymaga potwierdzenia innymi parametrami jak diagramy T-S.

• Co powoduje zbyt wysokie ciśnienie czynnika w skraplaczu?

  Nadmiar czynnika, zabrudzony wymiennik ciepła lub zbyt wysoka temperatura wody grzewczej. Prowadzi to do przegrzania sprężarki, spadku efektywności i ryzyka awarii. Mierz ciśnienie dynamicznie podczas pracy i porównuj z normami.