Najważniejsze parametry pomp ciepła

Pompy ciepła to jedne z najefektywniejszych i zarazem proekologicznych źródeł energii cieplnej, ale jakie są najważniejsze parametry pomp ciepła? Dostarczają nam ciepło dla domu i mogą także dostarczyć ciepłą wodę użytkową, jak i chłód w gorące dni. Ale jak je ocenić?

Pompa pompie nierówna, a wiedzy na temat różnic pomiędzy poszczególnymi producentami i przede wszystkim modelami pomp należy szukać w ich kartach katalogowych. W większości z nich znajdziemy kompletne informacje opisujące techniczną, a przede wszystkich efektywnościową stronę każdego z modeli i jego wersji mocowych.

Moc pompy ciepła i COP

Mechanizm działania wszystkich pomp ciepła, niezależnie od ich rodzaju jest bardzo podobny. Urządzenia te wykorzystują bowiem podstawowe zjawiska fizyczne związane z gazami, czyli czynnikami chłodniczymi. Gdy dochodzi do sprężenia gazu, jego temperatura proporcjonalnie wzrasta. Natomiast w momencie rozprężania gazu dochodzi do pochłonięcia z otoczenia sporej ilości ciepła. Sprężarka jest zatem kluczowym elementem każdej pompy ciepła. Jednak to nie tylko od niej zależy moc pompy, ale również od temperatury w jakiej pracuje. Jakie są więc najważniejsze parametry pomp ciepła?

Nominalna moc pompy, która określana jest zawsze w kW (kilowatach) dla określonych warunków temperaturowych. Dotyczą one zawsze temperatury powietrza oraz temperatury dostarczanej przez pompę wody. Nominalne warunki to temperatura powietrza +7C oraz temperatura wody +35C.

Dla takich warunków nominalnych podawana jest także wartość współczynnika COP. Współczynnik wydajności COP (Coefficient of Performance) jest podstawowym parametrem pracy pompy ciepła. Określa on stosunek ilości dostarczonego ciepła do ilości zużytej energii elektrycznej.

Im wyższy jest ten współczynnik, tym pompa jest tańsza w eksploatacji – zużywa bowiem mniej energii do wytworzenia tej samej ilości ciepła. Wartość COP także będzie się zmieniała w zależności od warunków temperaturowych zewnętrznych oraz temperatury wody na wyjściu.

Najważniejsze parametry pomp ciepła – wydajność grzewcza

Na przykładzie pompy ciepła Aquarea High Performance Generacji H typu monoblok dla standardowych warunków (A7/W35) moc pompy wynosi 12 kW, a jej COP to 4,74.

W przypadku zmiany warunków temperaturowych współczynniki te przyjmą wartość:

• Wydajność grzewcza/COP (otoczenie +7°C, woda 55°C) > kW/COP >12,00/2,93
• Wydajność grzewcza/COP (otoczenie +2°C, woda 35°C) > kW/COP > 11,40/ 3,44
• Wydajność grzewcza/COP (otoczenie +2°C, woda 55°C) > kW/COP > 9,10/2,23
• Wydajność grzewcza/COP (otoczenie -7°C, woda 35°C) > kW/COP > 10,00/2,73
• Wydajność grzewcza/COP (otoczenie -7°C, woda 55°C) > kW/COP > 8,20/1,95
• Wydajność grzewcza/COP (otoczenie -7°C, woda 35°C) > kW/COP > 10,00/2,73

Nominalna wartość COP dla tej pompy to 4,74, ale wystarczy, że weźmiemy pod uwagę wyższą temperaturę wody na wyjściu, a spada on do poziomu 2,9, a więc o 32%. To oznacza, że zużycie energii elektrycznej wzrośnie o ponad 60%.

To znaczące różnice w efektywności dla jednego modelu pompy. Jeszcze większe występują, jeżeli porównamy pompy różnych producentów. Niemal wszyscy producenci w swoich materiałach reklamowych podają najwyższą wartość współczynnika COP dla danego modelu. A to nie oznacza, że wszystkie wersje mocowe danego modelu mają taki wskaźnik. Z reguły im wyższa moc pompy, tym niższy wskaźnik COP.

Wydajność chłodnicza pompy ciepła

W przypadku rewersyjnych pomp ciepła, a więc takich, które potrafią odwrócić proces i zamiast grzać mogą dawać chłodną wodę do chłodzenia, zasada działania jest podobna. Jednak w przypadku chłodzenia mamy do czynienia ze współczynnikiem wydajności chłodniczej (Energy Efficiency Rating). To stosunek mocy chłodniczej do mocy elektrycznej pobieranej przez urządzenie (kW/kW). Wskaźnik ten podawany jest także dla innych temperatur, gdyż mamy do czynienia z odwróceniem działania.

Przyjrzyjmy się więc tej samej pompie Panasonic Aquarea High Performance Generacji H typu monoblok i jej wskaźnikowi EER. Nominalna wydajność chłodnicza dla tej pompy to 10 kW, zaś współczynnik EER wynosi 2,81. To są wartości dla następujący warunków: temperatura otoczenia to 350C, natomiast temperatura wody na wyjściu to 70C.

Jeżeli pozostawimy tą samą temperaturę otoczenia, ale podniesiemy temperaturę wody do 18C to wartość wskaźnika EER skoczy do poziomu 4,65. Przy wyższej temperaturze wody zużycie energii będzie więc niższe o około 60%.

Klasa energetyczna pompy ciepła

Z klasami energetycznymi prawdopodobnie miał styczność niemal każdy z nas, choćby kupując lodówkę, czy też telewizor. To oznaczenia od najniższego poziomu określanego jako D do najwyższego na poziomie A+++.

W tym wypadku również mamy rozgraniczenie klasy dla różnych warunków klimatycznych, a także dla różnej temperatury wody – 35 i 55C.

To oznaczenie ma o tyle istotne znaczenie, że wpływa na wysokość dotacji w programie rządowych dotacji „Czyste powietrze”. Dla pomp z klasą energetyczną A++ przewidziany jest wyższy poziom dofinansowania, tak zwany rozszerzony. Warto więc zwracać uwagę na ten wskaźnik pompy ciepła, gdyż ma on istotny wpływ na wysokość dofinansowania, a więc i na szybszy zwrot z inwestycji. Dla omawianej przez nas wcześniej pompy Panasonic klasa energetyczna dla 35C wynosi A+++, zaś dla temperatury wody 55C A++.

Emisja równoważna CO2

Kolejny wskaźnik, który możemy znaleźć w kartach katalogowych pomp ciepła to wskaźnik emisji równoważnej CO2, którego wysokość wpływa na konieczność zgłoszenia pompy w Centralnym Rejestrze Operatorów (CRO).

Przypomnijmy tylko, że pompę ciepła musi zarejestrować w Centralnym Rejestrze Operatorów właściciel urządzenia, które zawiera:

• co najmniej 5 ton ekwiwalentu CO2, dla urządzeń niehermetycznie zamkniętych (≥ 5 ton ekw. CO2),
• co najmniej 10 ton ekwiwalentu CO2, dla urządzeń hermetycznie zamkniętych (≥ 10 ton ekw. CO2).

W przypadku naszej przykładowej pompy Panasonic wartość wskaźnika emisji równoważnej CO2 wynosi 4,385, a więc takiego obowiązku nie ma.