Zamarzanie pompy ciepła - przyczyny, skutki

Zimowe miesiące potrafią nas zaskoczyć ujemnymi temperaturami, zwłaszcza w niektórych częściach Polski, gdzie temperatura w zimie może spaść nawet do -25 stopni Celsjusza. Tak niskie temperatury mogą prowadzić do problemów z zamarzaniem pomp ciepła. Pompy ciepła są urządzeniami, które wykorzystują energię ze środowiska zewnętrznego - powietrza, wody czy gleby, aby generować ciepło do ogrzewania budynków. Jednak w ekstremalnych warunkach, gdy temperatura spada poniżej pewnego poziomu, woda w pompie może zamarzać, co powoduje uszkodzenie urządzenia. Skutki zamarzania pompy ciepła mogą być poważne, obejmując między innymi awarię systemu grzewczego, konieczność naprawy lub wymiany pompy. Dlatego ważne jest, aby właściwie zabezpieczyć pompę przed zamarzaniem, na przykład poprzez odpowiednie izolowanie jej i stosowanie specjalnych środków zapobiegawczych. Czy każda pompa ciepła może zamarznąć? Dlaczego niektóre pompy ciepła zamarzają? Jakie skutki niesie za sobą zamarznięcie pompy ciepła? Jak zabezpieczyć pompę w zimie? Na te pytania znajdziesz odpowiedź w poniższym artykule.

Czy każda pompa ciepła może zamarznąć?

✅ Odpowiadając na pytanie postawione w nagłówku - nie, nie każda pompa ciepła może zamarznąć - są różne typy pomp ciepła i nie każda jest narażona w równym stopniu na zamarzanie. Pompy ciepła typu split nie są narażone na zamarznięcie tak bardzo, jak konstrukcja monoblok, ponieważ obieg wody jest umiejscowiony wewnątrz budynku. W przypadku pomp ciepła typu split, jednostka zewnętrzna pobiera energię cieplną z otoczenia i przekazuje ją do jednostki wewnętrznej. Jednostka wewnętrzna jest odpowiedzialna za ogrzewanie budynku. Obieg wody jest zamknięty, co oznacza, że nie ma bezpośredniego kontaktu z zewnętrznymi warunkami atmosferycznymi. Dzięki temu pompa ciepła typu split nie jest narażona na zamarznięcie, nawet w bardzo niskich temperaturach. Zimą, kiedy temperatura na zewnątrz jest bardzo niska, pompa ciepła typu split może działać jeszcze względnie efektywnie, dostarczając ciepło do wnętrza budynku. 

Inaczej wygląda sprawa z pompą ciepła typu monoblok, która jest dużo bardziej narażona na zamarzanie w zimowych miesiącach w porównaniu z pompą split. Powietrzna pompa ciepła typu monoblok umiejscowiona w całości poza budynkiem jest dużo bardziej narażona na niesprzyjające warunki atmosferyczne. W związku z tym istnieje pewne ryzyko zamarznięcia przewodów, szczególnie podczas przerwy w dostawie prądu, uniemożliwiającej uruchomienie mechanizmów zabezpieczających pompy ciepła przed mrozem. W przypadku, gdy temperatura na zewnątrz spadnie poniżej zera woda lub freon, którym jest napełniony agregat pompy, może zamarznąć, co z kolei może spowodować rozerwanie podzespołów urządzenia. Jeśli do tego dojdzie, pompa może w skrajnych przypadkach nadawać się w zasadzie do zezłomowania. 

W jakich warunkach pompy ciepła zamarzają?

Pompy ciepła mogą zamarzać w niesprzyjających warunkach, takich jak przerwa w dostawie prądu lub niska temperatura otoczenia (poniżej 0 stopni Celsjusza w przypadku wody). Gdy w układzie zabraknie prądu, pompa ciepła przestanie działać, nie potrafi przeprowadzić procesu odszraniania - co spowoduje zatrzymanie cyrkulacji czynnika chłodniczego. Jeśli w tym czasie temperatura na zewnątrz jest niższa niż punkt zamarzania czynnika chłodniczego, może dojść do zjawiska znanego powszechnie jako "zamarznięcie pompy ciepła".

Warto również mieć na uwadze to, że nie musi dojść do awarii prądu, by doszło do omawianego zjawiska. Bardzo niskie temperatury otoczenia w połączeniu ze słabym zabezpieczeniem pompy (brak izolacji, źle dobrany czynnik chłodniczy) również mogą przyczynić się do zamarzania pomp ciepła. Jeśli czynnik chłodniczy jest nieadekwatnie dobrany do panujących warunków atmosferycznych (złe stężenie, zły rodzaj) i nie jest odpowiednio chroniony przed mrozem, może zamarznąć w komponentach pompy, co prowadzi do ich uszkodzenia. 

✅ Zagrożenia związanego z zamarznięciem pompy ciepła nie należy demonizować - zdarza się ono rzadko i należy wiedzieć w jakich warunkach może do niego dojść. Ale jeśli wystąpienie problemu z brakiem prądu jest realne, przy jednoczesnym prawdopodobieństwie silnych mrozów - warto wziąć pod uwagę dodatkowe zabezpieczenie pomp ciepła monoblok przed mrozem. Skutki zamarznięcia jednostki zewnętrznej często są katastrofalne pod kątem finansowym i praktycznym.

Skutki zamarzania pomp ciepła

Gdy pompa ciepła zamarza, może to prowadzić do różnych konsekwencji, które wpływają na jej wydajność, efektywność, a nawet komponenty. Oto konsekwencje zamarznięcia pompy ciepła. Warto mieć na uwadze, że każdy z wymienionych poniżej skutków może w konsekwencji prowadzić do całkowitego uszkodzenia urządzenia, co będzie się wiązać z dużymi kosztami wymiany pompy na nową.

Zmniejszona wydajność, czyli większe koszty

Gdy elementy pompy ciepła, w szczególności wężownica parownika, zamarzają (np. w wyniku braku odpowiedniej izolacji), proces wymiany ciepła jest utrudniony czy wręcz niemożliwy. Zmniejsza to wydajność pompy ciepła, ponieważ ma ona trudności z pochłanianiem ciepła z otaczającego powietrza. W rezultacie pompa ciepła może być zmuszona do cięższej i dłuższej pracy, aby osiągnąć pożądaną temperaturę w pomieszczeniu, co prowadzi do znacznie zwiększonego zużycia energii i wyższych rachunków za media.

Krótki cykl pracy i zwiększone zużycie

Pompa ciepła, która nie jest przygotowana do panujących warunków atmosferycznych, przemarza, co może skutkować przerywaną pracą. To nie tylko obciąża komponenty, ale także prowadzi do zwiększonego zużycia, potencjalnie skracając ogólną żywotność systemu.

Ryzyko problemów z czynnikiem chłodniczym

Zamarzanie może dotyczyć nie tylko samych podzespołów, lecz także czynnika chłodniczego. Taka sytuacja wpływa na jego nieprawidłową cyrkulację w podzespołach pompy ciepła. Gdy czynnik chłodniczy nie przepływa prawidłowo, proces wymiany ciepła może być zakłócony. To z kolei może spowodować inne problemy, w tym potencjalne uszkodzenie sprężarki z powodu powrotu ciekłego czynnika chłodniczego do sprężarki podczas cykli odszraniania.

Uszkodzenie podzespołów

Ekspansja zamarzającej wody w podzespołach układu może spowodować fizyczne uszkodzenie wewnętrznych komponentów pompy ciepła. Na przykład tworzenie się lodu w wężownicach może prowadzić do zginania, zniekształcania, a nawet pękania lameli lub rurek wężownicy. Uszkodzenia te mogą skutkować kosztownymi naprawami i zmniejszoną żywotnością pompy ciepła lub wręcz całkowitym jej uszkodzeniem.

Jak zabezpieczyć pompę ciepła przed zamarzaniem?

Aby zabezpieczyć pompę ciepła przed mrozem, należy postępować zgodnie z wytycznymi producenta. Przede wszystkim należy zainstalować system zabezpieczający, który zapobiegnie uszkodzeniu pompy podczas niskich temperatur. Można osiągnąć to poprzez użycie specjalnej izolacji termicznej, którą należy pokryć pompę. Dodatkowo, w przypadku ekstremalnie niskich temperatur, warto sprawdzić, czy pompa jest wyposażona w system odszraniania, który usuwa ewentualne lodowe osady (jest to dziś raczej norma). Należy również regularnie sprawdzać, czy nie ma żadnych uszkodzeń lub wycieków, które mogłyby wynikać z działania mrozu. W razie wątpliwości warto skonsultować się z fachowcem, który pomoże w zabezpieczeniu pompy przed negatywnym wpływem niskich temperatur. Warto również wykonać następujące czynności, które pomogą zapobiec zamarznięciu instalacji. 

1. Podczas przerwy w dostawie prądu spuść wodę z agregatu poprzez zawór spustowy i przedmuchaj go (w przypadku, gdy pompa nie posiada dodatkowego źródła zasilania awaryjnego).
2. Jeśli chcesz uniknąć punktu nr 1, dodaj do instalacji akumulator lub agregat prądotwórczy.
3. Dodatkowo zabezpiecz instalację, izolując rury.
4. Jeśli mieszkasz w miejscach, w których następują częste i długotrwałe przerwy w dostawach prądu, jak np. w niektórych rejonach górskich z przestarzałą infrastrukturą - wypełnij układ roztworem glikolu odpornym na zamarzanie. Punkt 4 jest w szczególności godny uwagi, a niektórzy producenci pomp ciepła wręcz wymagają napełnienie obiegu pompy ciepła płynem niezamarzającym (zwykle glikolem zmieszanym z wodą).

Powyższe czynności, w szczególności użycie glikolu, powinny uchronić Twoją pompę ciepła przed zamarzaniem nawet podczas największych mrozów. Warto pamiętać, że, w celu prawidłowego działania układu pompy ciepła monoblok pracującego na glikolu - należy również dobrać odpowiedni wymiennik ciepła do pompy - tak aby glikolowy obieg pompy ciepła połączyć z układem CO lub CWU w naszym domu lub mieszkaniu (zaleca się by układ centralnego ogrzewania w naszym domu pracował jednak na wodzie, wymiennik ciepła w tym wypadku służy więc oddzieleniu układu glikolowego). W naszej ofercie znajdziesz m.in. następujące płytowe wymienniki ciepła dedykowane do pomp:

• wymiennik do pompy ciepła Ba-32-30 1" 30-65kW
• wymiennik do pompy ciepła Ba-32-50 1" 50-110kW
• wymiennik do pompy ciepła Ba-32-70 1" 70-150kW

Dostępne

Wymiennik ciepła Ba-32-30 1" 30-65kW

NT Ba-32-30

634,99 zł

Dodaj do koszyka

Dostępne

Wymiennik ciepła Ba-32-50 1" 50-110kW

NT Ba-32-50

844,99 zł

Dodaj do koszyka

Dostępne

Wymiennik ciepła Ba-32-70 1" 70-150kW

NT Ba-32-70

1 399,99 zł

Dodaj do koszyka

Pompa ciepła monoblok zalana glikolem i oddzielona wymiennikiem

Warto pamiętać o tym, że dobór wymienników ciepła do pomp ciepła typu monoblok - mających pracować w układach glikol/woda - nie należy do intuicyjnych czy najprostszych. Celem zapewnienia naszej pompie możliwości pracy na możliwie najniższych temperaturach (czyli zarazem zapewnienia sobie możliwie najniższych rachunków za prąd w danym zastosowaniu) - wymiennik musi posiadać odpowiednio dużą powierzchnię wymiany ciepła. Taki dobór powinien być zdecydowanie dokonany przez osoby mające rozeznanie w doborze wymienników do pomp ciepła, przy czym warto pamiętać, że nie każdy hydraulik posiada odpowiednie przeszkolenie czy doświadczenie w tej kwestii. W przypadku doboru zbyt małego wymiennika ciepła - nasza pompa ciepła może wymagać pracy na wyższych temperaturach (aby osiągnąć tzw. komfort cieplny w pomieszczeniach), co z kolei będzie oznaczać większe zużycie energii elektrycznej. W przypadkach skrajnego niedowymiarowania wymiennika ciepła - cały układ może w zasadzie nie domagać - na tyle, że będzie to oznaczało zimny budynek, bez komfortu cieplnego.

_____________

Aktualizacja: czerwiec 2024