Poszukując pompy ciepła, chcemy wybrać jak najoszczędniejsze urządzenie, tak aby szybko uzyskać zwrot z inwestycji oraz nie przepłacać za rachunki. W takiej sytuacji nasuwa się pytanie: na jakie wskaźniki powinniśmy zwracać uwagę przy doborze i co porównywać? W tym artykule przedstawiamy odpowiedzi na te i inne pytania.
Z tekstu dowiesz się:
- czym jest współczynnik COP pompy ciepła,
- co oznacza numer A7W35,
- jaki wpływ na wydajność pompy ciepła ma sprężarka,
- czym współczynnik SCOP różni się od COP.
Współczynnik COP pompy ciepła oraz jego odpowiednik, współczynnik SCOP, stanowią podstawowe miary wydajności pracy pompy ciepła w budynku. Co oznaczają, jak się je mierzy oraz dlaczego warto zwrócić na nie uwagę przed zakupem pompy ciepła? Podpowiadamy!
Spis treści porady
Czym jest współczynnik COP i jaki jest wzór współczynnika COP?
O efektywności pompy ciepła w konkretnym punkcie pracy mówi nam COP współczynnik efektywności, czyli coefficient of performance. Jest to stosunek energii oddanej (ciepła) do energii pobranej (czyli energii elektrycznej – prądu). Im wyższa jest wartość współczynnika COP, tym lepiej. Współczynnik ten jest mierzony w warunkach laboratoryjnych dla określonych warunków pracy pompy ciepła, takiej jak np. flexoCOMPACT marki Vaillant.
Współczynnik COP w głównej mierze zależy od temperatur, w jakich pompa ciepła pracuje, a dokładniej od temperatur górnego oraz dolnego źródła. Dlatego im wyższą temperaturę wytwarza pompa ciepła i im niższa jest temperatura dolnego źródła ciepła (np. powietrze zewnętrzne, odwierty), tym wartość współczynnika COP jest niższa. Można to również wyrazić za pomocą wzoru współczynnika COP: COP = QHP / EEL, gdzie QHP – ciepło oddawane przez pompę [J], a EEL to energia elektryczna pobierana przez pompę [J].
Pompa ciepła do domu – co oznacza informacja A7W35?
Przy współczynniku COP dla pomp ciepła powietrze-woda pojawia się najczęściej informacja A7W35. Co to znaczy? Litery A i W oznaczają powietrze (air) i wodę (water). Natomiast 7 to temperatura powietrza zewnętrznego (7°C), a 35 – temperatura wody grzewczej w instalacji (35°C). Są to więc warunki osiągane dla ogrzewania podłogowego.
Jeśli zamiast 35°C pojawiłaby się temperatura typowa dla grzejników, np. 55°C (oznaczenie A7W55), wtedy wartość COP będzie niższa niż dla 35. Poza tym, w zależności od producenta, podawane są różne temperatury powietrza zewnętrznego. Tych punktów temperatury jest kilka (-15, -7, -2, 0, +2, +7, +10). W idealnych, laboratoryjnych warunkach wartość współczynnika może wynosić maksymalnie około 9. To oznacza, że pompa, pobierając 1 kW energii elektrycznej, może dostarczyć 9 kWh ciepła. W rzeczywistości występują jednak straty energii podczas przekazywania ciepła, zarówno w parowniku, jak i w skraplaczu, oraz tarcie ruchomych elementów sprężarki.
Sprężarka – jaki ma wpływ na wartość współczynnika COP?
Sprawność urządzenia w znacznym stopniu zależy zatem od jakości podzespołów oraz zastosowanych w pompie ciepła rozwiązań. Jednym z głównych i najbardziej energochłonnych elementów w pompie ciepła jest sprężarka. Sprężarka zwana inwerterową jest coraz częściej wyposażeniem nowoczesnych pomp ciepła. Charakteryzuje się możliwością płynnej regulacji mocy grzewczej pompy.
Kiedyś pompy ciepła wyposażone były w sprężarki rotacyjne, jednostopniowe stosowane wyłącznie w układzie typu ON/OFF, głównie do podgrzewania ciepłej wody. Zaletami sprężarek inwerterowych w porównaniu do tych jednostopniowych są przede wszystkim niski prąd rozruchowy i mniejsze koszty eksploatacji w przypadku długotrwałej pracy.
Oprócz sprężarki wpływ na współczynnik COP mają również zawór rozprężny, wymienniki płytowe oraz pompy obiegowe. Wartość COP nie mówi o kosztach eksploatacji, ale daje możliwość porównania pomp ciepła od różnych producentów w tych samych warunkach.
Współczynnik COP a zmienność warunków pracy pompy ciepła – SCOP
Warunki pracy pompy ciepła zmieniają się w dosyć dużym zakresie podczas sezonu grzewczego, dlatego COP nie jest najlepszym wskaźnikiem do określania kosztów eksploatacji pompy ciepła. Opracowano zatem metodę obliczania współczynnika SCOP – czyli sezonowego współczynnika efektywności (seasonal coefficient of performance). Pozwala on dokładniej oszacować koszty eksploatacji.
Współczynnik jest wyznaczany zgodnie z normą EN 14825 na podstawie warunków klimatycznych, określonych godzin pracy pompy ciepła w danych temperaturach oraz przypadającym im procencie obciążenia. Jasno przedstawiona jest moc grzewcza, którą ma zapewnić pompa w temperaturze obliczeniowej dla danych warunków klimatycznych. Uwzględnia zmiany parametrów dolnego i górnego źródła ciepła występujące w praktyce.
Współczynnik SCOP determinuje klasę energetyczną urządzenia widoczną na etykiecie efektywności energetycznej, która jest obowiązkowa od września 2015 na pompach ciepła o mocy znamionowej do 70 kW. Znając wartość współczynnika SCOP, można obliczyć przybliżone zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła. W tym celu należy roczne zapotrzebowanie budynku na ciepło podzielić przez wartość współczynnika SCOP pompy ciepła.
A w jaki sposób możemy określić współczynnik efektywności SCOP pompy na cele c.o.? Mnożąc podaną w karcie wartość współczynnika efektywności energetycznej dla klimatu umiarkowanego przez wartość średniego współczynnika nakładu energii pierwotnej (w przypadku energii elektrycznej wynosi on 2,5). W uproszczeniu możemy zastosować wzór SCOP = ηs × 2,5, jednak przy pompach ciepła należy jeszcze uwzględnić korektę związaną z rodzajem zastosowanego sterownika oraz pomp obiegowych, np. dla pomp powietrznych (ηs +sterowniki [1-5%]). Do oszacowania SCOP można również wykorzystać kalkulator efektywności dostępny na stronie PORT PC.
Rozszerzenie systemu grzewczego o dodatkowe elementy może pomóc w podniesieniu współczynnika efektywności pompy ciepła COP m.in. dzięki zainstalowaniu paneli fotowoltaicznych lub regulatora, który pozwoli na sterowanie instalacją c.o. i c.w.u. Poza tym warto zwrócić uwagę na parametry pracy pompy ciepła. COP będzie osiągał tym większą wartość, im niższa będzie temperatura instalacji grzewczej w budynku.
Na wartość współczynnika COP, jak widać, wpływa wiele czynników. Ich uwzględnienie na etapie projektu instalacji pozwala na uzyskanie najlepszych efektów. Prócz możliwie niskiej temperatury wody w instalacji kluczowe jest również zastosowanie odpowiedniej średnicy rur w celu uzyskania wymaganego przepływu wody. Warto pamiętać, że ważną rolę w całym procesie odgrywa doświadczona firma projektowa i wykonawcza.
