Parownik w klimatyzacji i pompie ciepła – jak działa?

Budowa parownika

Parownik jest jednym z głównych elementów pompy ciepła. Składa się z cienkich rurek, wewnątrz których znajduje się czynnik chłodniczy. Na rurkach z kolei znajdują się liczne lamele, które mają za zadanie zwiększenie powierzchni wymiany
ciepła-chłodu. Tak jest w przypadku klimatyzatorów i pomp ciepła powietrze-woda.

W przypadku gruntowych pomp ciepła (solanka-woda) i wodnych (woda-woda) parownik wykonany jest w postaci wymiennika płytowego składającego się z płyt miedzianych lub tytanowych. Płyty takiego wymiennika miedzianego są ze sobą na stałe lutowane. Jedynie w przypadku specjalistycznego zastosowania pomp ciepła płyty te mogą być skręcane, np. gdy mamy do czynienia ze źródłem ciepła, które może być zanieczyszczone. 

Lokalizacja parownika oraz jego procesy

Dla klimatyzatorów i pomp ciepła powietrznych parownik znajduje się w jednostce zewnętrznej, natomiast w przypadku pomp ciepła gruntowych (solanka-woda) i wodnych (woda-woda) parownik zlokalizowany jest w jednostce wewnętrznej. 

W parowniku zachodzić może kilka procesów.:

• pochłanianie ciepła – praca na potrzeby ogrzewania
• oddawanie ciepła – praca na potrzeby chłodzenia
• defrost – praca na potrzeby odszraniania

Efektywność parownika

Parownik oddając lub pobierając ciepło, pracuje z określoną wydajnością i efektywnością. Efektywność ta zależy od kilku czynników:

W przypadku klimatyzatorów i powietrznych pomp ciepła jest to:

• średnica i ilość rurek, w których krąży czynnik chłodniczy jest wprost proporcjonalna do efektu jaki chcemy uzyskać, czyli do ilości ciepła, którą chcemy odebrać z otoczenia;

• ilość i rozstaw lamel na rurkach ma bezpośredni wpływ na efektywność wymiany ciepła i na powierzchnię wymiany ciepła. Lamele są wykonywane z aluminium i oplatają rurki z czynnikiem chłodniczym;

• wewnętrzne rowkowanie rur stosuje się by zwiększyć powierzchnię wymiany ciepła na parowniku. Na poniższym zdjęciu mamy przekrój poprzeczny przez rurę rowkowaną wzdłużnie. By osiągnąć jeszcze większą wydajność, niektórzy producenci oferują rowkowanie spiralne;

• ilość powietrza przepływającego przez parownik jest kolejnym elementem, który w bezpośredni sposób może przekładać się na wydajność i efektywność pobierania i oddawania ciepła przez parownik, a więc i pompy ciepła. Większa ilość powietrza niesie ze sobą większą ilość energii z otoczenia;

• lokalizacja jednostki zewnętrznej, a więc i naszego parownika, ma istotny wpływ na poprawną pracę pompy ciepła. Jednostka zewnętrzna powinna znajdować się ok. 40cm nad poziomem gruntu i minimum 40cm od ściany budynku. Taka zabudowa wiąże się ze swobodnym zasysaniem powietrza do parownika jednostki zewnętrznej.

W przypadku pomp ciepła gruntowych (solanka-woda) i wodnych (woda-woda) jest to:

• powierzchnia wymiennika płytowego jest ściśle związana z rodzajem przepływającego czynnika, ilością tego czynnika i jego temperaturą;

• materiał płyt wymiennika płytowego wykonywany jest najczęściej z lutowanych płyt miedzianych. Jednak można się również spotkać z wymiennikami skręcanymi wykonanymi z tytanu;

• ilość czynnika przepływającego przez parownik po stronie dolnego źródła, czyli ilość wody lub solanki. Tak jak większa ilość powietrza niesie ze sobą większą ilość energii, tak i większy przepływ zwiększa efektywność odbioru ciepła przez parownik.

Parownik to kluczowy element pompy ciepła. Jego rozwiązania konstrukcyjne mogą mieć istotny wpływ na współczynniki: COP, SCOP, EER, SEER, które należy wziąć pod uwagę w trakcie analizy naszego rankingu pomp ciepła.