Fot. Oblodzony parownik jednostki zewnętrznej (fot. Globenergia)
W tym roku (2025/2026) mieliśmy do czynienia z prawdziwą mroźną zimą i choć nie ma nic niezwykłego w mrozach w styczniu i lutym, to po raz pierwszy w tych warunkach mogły zaprezentować się pompy ciepła. Jest ich obecnie w Polsce ponad 1,5 mln i zdecydowana większość to jednostki typu A/W czyli korzystające z dolnego źródła w postaci powietrza zewnętrznego. W lecie pompy tego typu charakteryzują się bardzo wysokim współczynnikiem sprawności COP. W zimie słyszymy za to o rachunkach grozy za prąd i zamarzaniu parowników. Nie chcę tym artykułem dołączyć do rynkowych fejków. Ideą strony jest bowiem wiedza, zrozumienie zasad działania i (mam taką nadzieję) późniejsze świadome projektowanie i użytkowanie danych urządzeń. Poniżej chciałbym więc poruszyć temat szronienia parowników w pompach ciepła i sposobach radzenia sobie z nim.
Dlaczego parownik pokrywa się lodem?
Oblodzenie parownika pompy ciepła jest naturalnym zjawiskiem i nie ma w tym żadnej winy montera, ani projektanta. Zasada działania powietrznej pompy ciepła polega na zasysaniu zewnętrznego powietrza i odbieraniu od niego ciepła na lamelach parownika, tym samym schładzaniu go do o kilka stopni niższej temperatury. Przy wysokiej wilgotności powietrza proces taki prowadzi do kondesacji pary wodnej. W lecie z parownika będzie więc kapać woda i poprzez misę ociekową i rurkę do odpływu kondensatu zostanie odprowadzona do gruntu, bądź kanalizacji. Zadaniem właściciela pompy ciepła jest w tym wypadku dbanie o to, aby ten odpływ nie był zanieczyszczony (liście, nasiona) i okresowe jego udrażnianie. W zimie kondensat pary wodnej będzie od razu zamarzał po wylotowej stronie parownika, pokrywając go lodem i stopniowo utrudniając przepływ powietrza. Czy należy coś z tym robić?
Teoretycznie nie. Pompa ciepła typu A/W posiada tzw. funkcję defrostu, czyli automatycznego odszraniania parownika. Uruchamia się ona automatycznie i powoduje odwrócenie obiegu sprężarkowego. Parownik w tym momencie staje się skraplaczem i przepływa przez niego gorący czynnik topiąc lód. Rysunki poniżej.
Za funkcję odmrażania w pompie ciepła odpowiada zawór przełączający (rewersyjny) który zamienia między sobą obiegi. W czasie rozmrażania parownika pompa ciepła przechodzi w tzw. cykl chłodzenia, który latem wykorzystywany jest do obniżenia temperatury w pomieszczeniach, a w zimie gorący czynnik o wysokim ciśnieniu ze sprężarki kierowany bezpośrednio na parownik pozbawia go lodu.
Czy funkcja defrostu zużywa energię?
Tak, odwrócenie obiegu powoduje, że sprężony czynnik ulega skropleniu, ale nie w wymienniku górnego źródła tylko w parowniku. Tym samym przez 5-15 minut (tyle zwykle trwa funkcja odszraniania) górne źródło nie ma zasilania. Może to powodować minimalny, ale na szczęście krótkotrwały spadek temperatury w górnym źródle. Po ponownym przełączeniu obiegów podgrzanie górnego źródła trwa więc nieco dłużej. Ilość cykli defrostu w ciągu doby zależy od szeregu czynników, jak:
- wilgotność powietrza, najbardziej niekorzystne warunki to mgła, mżawka
- jego temperatura, oszronienie jest najbardziej odczuwalne przy temperaturach powietrza zewnętrznego między 0-5°C
- czasu pracy pompy ciepła w ciągu doby
Przy bardzo niekorzystnych warunkach defrost zachodzi średnio co 45-90 minut i przy długotrwałej pracy pompy ciepła (>16 godzin na dobę) może wynieść 10-18 cykli w ciągu jednej doby. Z doświadczeń producentów pomp ciepła wynika, że ilość energii pobierana z sieci do odszraniania parownika waha się pomiędzy 2-5% całkowitej ilości energii zużywanej przez pompę ciepła.
Czy samo odszranianie parownika wystarczy aby pompa ciepła prawidłowo działała?
Otóż nie. Przy bardzo niskich temperaturach roztopiony na parowniku lód skapując na tacę ociekową od razu ponownie zamarza i w krótkim czasie taca taka pokryta jest lodem, a odpływ z niej potrafi się zatkać. Ręczne skuwanie takiego lodu nie ma sensu, jest pracochłonne i może uszkodzić tacę. Dla zapewnienie swobodnego odpływu kondensatu należy wykonać ogrzewanie tacy. W sprzedaży możemy znaleźć pompy ciepła, które posiadają już wbudowana grzałkę w tacę ociekową (np. pompy ciepła V-TAC Eter i Gaja). Jeśli zakupiona pompa jej nie ma, możemy poszukać gotowe rozwiązania tac ogrzewanych elektrycznie (fot. poniżej).
Rys. Taca ociekowa ogrzewana elektrycznie od grupy BAS. Cena około 590zł.. (źr. allegro).
Jeśli jednak pod naszą jednostką zewnętrzną została już zamocowana taca bez grzałki, możemy wykonać ją sami kupując kabel grzewczy i układając go na dnie tacy. Kabel taki składa się z termostatu, odcinka grzejnego i tzw. odcinka zimnego. Granica jest zwykle oznakowana na kablu. Podczas montażu należy cały odcinek grzejny umieścić na tacy rozkładając go możliwie symetrycznie na jej powierzchni, a przewód zimny umieścić poza tacą i połączyć z instalacją elektryczną.
Rys. Przewód grzewczy o dług. 4m i mocy 80W, na napięcie 230V. Cena około 80zł. (źr. Seses Group)
Kable grzewcze powinny być zamocowane na tacy w taki sposób, aby:
- w żadnym miejscu nie krzyżowały się ze sobą, inaczej może dojść do ich przegrzania
- należy szczególną uwagę zwrócić na otwór odpływowy z tacy, kable powinien przechodzić przez otwór
- jeśli taca odprowadza rurką skropliny pod ziemię, kabel grzewczy powinien sięgać najlepiej poniżej strefy przemarzania gruntu
Podsumowując, zamarzanie parownika w okresie zimowym jest normalnym zjawiskiem, ale należy je kontrolować, sprawdzając stan parownika i tacy ociekowej. Nadmierny pobór mocy przy operacji odszraniania może być wynikiem załączania przez pompę dodatkowej grzałki elektrycznej. Grzałki takie mają stałą moc rzędu kilku kW, dlatego związany z tym pobór prądu jest z reguły większy.
Czy w pompie ciepła może nie załączyć się funkcja odszraniania?
Tak, winę na ten stan może ponosić:
- uszkodzony czujnik temperatury parownika, który nie wykrywa spadku temperatury poniżej wartości dopuszczalnej
- błąd, lub awaria sterownika pompy ciepła, w efekcie brak sygnału do zaworu rewersyjnego; zawór nie przełączy obiegów
- zbyt małe ciśnienie czynnika, lub za mała jego ilość w obiegu powodująca nierównomierne zamarzanie i odmrażanie parownika
We wszystkich powyższych przypadkach należy skontaktować się z serwisem. Zbytnie oszronienie pompy ciepła może też powodować jej błędny dobór (za mała jednostka, za wysoko ustawiona temperatura komfortu). W czasie silnych mrozów pompa ciepła pracuje wtedy nawet 24h/dobę, zwykle poza zakresem swoich możliwości. Przy braku dodatkowej grzałki nie będzie w stanie skutecznie odszronić parownika.
Czy każda pompa ciepła wymaga defrostu w zimie?
Nie, jak już na wstępie wspomniałem, dotyczy to jednostek typy A/W, ewentualnie A/A. Pompy ciepła korzystające z dolnego źródła w postaci ciepła gruntu, lub wody gruntowej nie wymagają odszraniania parownika.