Parownik w pompie ciepła jest wymiennikiem odbierającym ciepło z dolnego źródła, a skraplacz wymiennikiem oddającym ciepło do górnego źródła. Oba urządzenia mają podobną budowę, która zależy głównie od rodzaju dolnego i górnego źródła (powietrze, woda). Powietrze ma tutaj zdecydowanie mniejsza pojemnośc cieplna, dlatego wymienniki muszą miec duża powierzchnie kontaktu. W pompach ciepła powietrze/woda typu split parownik zainstalowany jest w jednostce zewnętrznej pompy, obok wentylatora nadmuchowego i ma postać miedzianej wężownicy, na której zamocowane są aluminiowe lamele Fot. poniżej). Budowa taka zapewnia dużą powierzchnię wymiany ciepła, chociaż jest podatna na zanieczyszczenia pyłowe.
Fot. Parowniki w pompach ciepła powietrze woda (fot. Kotrem)
W pompach ciepła typu woda/woda, lub solanka woda, parowniki wykonywane są najczęściej jako płytowe lutowane, rzadziej skręcane. Wersja lutowana jest nierozbieralna, jej czyszczenie może odbywać się tylko drogą chemiczną.
Fot. Parowniki płytowe.
Skraplacze pracują po stronie górnego źródła ciepła. Pod względem konstrukcyjnym nie różnią się od parowników, a często jedno i drugie urządzenie pełni w pompach ciepła wręcz te same funkcje. Przykładem są tzw. pompy rewersyjne, w których możliwe jest zarówno grzanie jak i chłodzenie w zależności od kierunku przepływu strumienia ciepła.
Parowniki w wyniku pracy na niskich parametrach powietrza zewnętrznego ulegają oblodzeniu i wymagają okresowego procesu odszraniania. Proces oblodzenia zaczyna się już przy temperaturze powietrza +5°C i wraz z dalszym spadkiem temperatury następuję w coraz krótszych interwałach czasowych. Lód na parowniku ogranicza powierzchnię wymiany ciepła, obniżając tym samym sprawność całego urządzenia. Proces odszraniania (tzw. defrost parownika) wykonywany jest cyklicznie. Jego czas zależy na ogół od temperatury zewnętrznej, a częstość występowania od typu pompy ciepła i sposobu jej pracy. W konstrukcjach typu on/off stosowana jest zwykle tzw. czasówka, czyli co kilka godzin (np. co dwie) dochodzi do odwrócenia obiegu i gorący czynnik chłodniczy przepuszczany jest przez parownik. Odszranianie takie trwa kilka minut. W bardziej skomplikowanych pompach ciepła, stosowany jest algorytm korzystający z parametrów powierza zewnętrznego i temperatury samego parownika. Pod te parametry dobierany jest czas rozmrażania, albo decyduje o tym końcowa temperatura wymiennika. W czasie rozmrażania z parownika kapie woda, która może ponownie zamarzać na ziemi pod pompą ciepła. Pod jednostkami naściennymi należy więc instalować tace ociekowe, a spływającą z nich wodę sprowadzać na grunt lub łączyć z drenażem. Wodę z pomp montowanych na gruncie można odprowadzać bezpośrednio na grunt, pod warunkiem wykonania warstwy drenażowej, żwirowej o miąższości min. 0,5m.
Fot. Proces odszraniania parownika pompy ciepła.
Rozmrażanie parownika jest procesem pobierającym energię z sieci, przez co obniża się sprawność całkowita pompy ciepła (wsp. SCOP). Ilość zużywanej energii zależy tutaj min. od:
- sposobu rozmrażania parownika i jego częstotliwości
- odległości między lamelami parownika
- usytuowania pompy ciepła względem zbiorników wodnych (wilgotności powietrza)
Ad.1 Pompy korzystające z tzw. czasówki potrafią załączać parownik zbyt często, np. co 40 minut, przez co zużywają duże ilości energii. Zbytnie wydłużenie tego czasu może z kolei wpływać na niekompletne rozmrożenie parownika (nie usunięcie całego lodu). Lód jest o wiele gorszym przewodnikiem ciepła od aluminium. Współczynnik przewodzenia ciepła dla lodu wynosi λ= 2,33 W/mK, podczas gdy dla aluminium jest to 203 W/mK. Stosowanie w pompach algorytmów defrostu parownika powoduje, że cały proces uruchamiany jest tylko wtedy, gdy jest to konieczne z punktu widzenia efektywności pompy ciepła. Odstępy między kolejnymi procesami odszraniania mogą wynosić nawet do 6godzin. Zmniejsza to zdecydowanie zużycie energii.
Ad.2 Małe odległości między lamelami parownika sprzyjają szybszemu tworzeniu się lodu i zatykaniu przepływu powietrza. Z doświadczeń firm (np. Kołton) wynika, że w naszym klimacie optymalna odległość między lamelami parownika powinna wynosić >2mm.
Ad.3 Montaż pomp ciepła w pobliżu zbiorników wodnych (rzeki, jeziora) sprzyja powstawaniu mokrych mgieł, co przyspiesza proces szronienia parowników.
Trudno w sieci znaleźć odpowiedź na pytanie, jakie jest zużycie energii przez pompę ciepła na odszranianie w czasie całego sezonu. Pamiętajmy, że proces szronienia parownika i jego odszraniania zachodzi tylko przy określonych temperaturach zewnętrznych, a więc w ciągu całego roku przez 3-4 miesiące. Sam cykl odszraniania zachodzi co kilka godzin i trwa zaledwie kilka minut. Według firmy Vissmann wielkość zużycia energii na wszystkie cykle deforstu waha się od 2-5% całkowitego zużycia energii elektrycznej przez pompę.