Pompy ciepła stają się coraz bardziej popularne jako skuteczne i ekologiczne rozwiązanie do ogrzewania i chłodzenia domów. Przy wyborze odpowiedniej pompy ciepła istotne są wskaźniki COP (Coefficient of Performance), czyli po polsku wskaźnik sprawności oraz SCOP (Seasonal Coefficient of Performance), czyli uśredniony wskaźnik sezonowej sprawności. Te wskaźniki informują nas o efektywności pompy ciepła, ale jak je odczytać?
W tym artykule omówimy:
- Czym są COP i SCOP.
- Sprawdzimy, który z nich jest bardziej miarodajny i dlaczego
- Dowiesz się, jak je czytać.
- Przeanalizujemy, jak jest mierzone COP i SCOP
- Powiemy, na co uważać przy COP i jakie są haczyki
COP, czyli Współczynnik Efektywności Pompy Ciepła
COP w języku eksperta:
COP jest wskaźnikiem, który mierzy efektywność działania pompy ciepła. Definiuje się go jako stosunek ilości ciepła dostarczanego do ilości energii elektrycznej zużytej przez pompę. Można go zrozumieć jako „zasobooszczędność” pompy ciepła. Im wyższy COP, tym bardziej efektywna jest pompa ciepła.
Objaśnienie COP na prostym przykładzie:
Wyobraźmy sobie COP jako wskaźnik efektywności samochodu. Jeśli pojazd potrafi przejechać dużo kilometrów, ale zużywa przy tym mało paliwa, będzie to efektywne auto. Im mniej kilometrów samochód przejedzie na 1 litrze paliwa, tym gorsza jest jego efektywność. W przypadku pompy ciepła i wskaźnika COP, mamy tę samą logikę, tylko musimy zamienić kilometry na wyprodukowane ciepło, a ilość zużytego paliwa na zużycie prądu w kilowatogodzinach (kWh).
| Dla przykładu, jeśli COP wynosi 4, oznacza to, że pompa ciepła potrafi wygenerować 4 kW ciepła przy zużyciu 1 kW prądu. Kilowat (kW) to jednostka energii, która oznacza moc cieplną, podobnie jak kilowatogodziny (kWh) oznaczają ilość zużytego prądu. |
Przy wygenerowanym cieple o mocy 4 kW, można np. utrzymać temperaturę 21°C w całym domu, przy czym w salonie, przy zewnętrznej temperaturze -5°C, aby utrzymać komfortowe 21°C, wystarczy dostarczać co godzinę 0,5 kW ciepła. Jeśli zsumujemy zapotrzebowanie na ciepło całego domu, a nie tylko salonu, w naszym przykładzie będzie to 4 kW ciepła. Przy COP 4, pompa ciepła będzie pobierać 1 kWh prądu co godzinę w takich warunkach pracy.
Jaka jest różnica pomiędzy COP i SCOP?
Wróćmy do przykładu z samochodami. Jeden producent podaje, że jego samochód przejedzie 15 km na 1 litrze paliwa, drugi producent podaje 22 km, a kolejny nawet 100 km. Jak to jest możliwe? Czy różnica w sprawności jest tak duża? Odpowiedź brzmi NIE.
Różnice w sprawności można zaakceptować między różnymi markami, ale głównie trzeba się przyjrzeć bliżej, co dokładnie dany producent pokazuje. Jeden samochód był analizowany w mieście, drugi na prostej drodze, a trzeci, który przejechał 100 km, jechał cały czas z górki. Dokładnie z tego powodu producenci muszą podawać spalanie w mieście, na autostradzie oraz łączne spalanie.
Podobnie można rozumieć COP i SCOP. COP, w zależności od metody pomiaru, może podawać parametry dla miasta, autostrady i jazdy z górki. Dlatego trzeba być bardzo ostrożnym, ponieważ broszura marketingowa potrafi bardzo szybko wprowadzić w błąd. Najlepiej od razu szukać wartości SCOP, która podaje wskaźnik efektywności w różnych warunkach.
SCOP, czyli Sezonowy Współczynnik Efektywności Pompy Ciepła
W języku eksperta, SCOP to bardziej zaawansowany wskaźnik, który uwzględnia zmienność temperatury zewnętrznej i ocenia efektywność pracy pompy ciepła w różnych warunkach pogodowych. Oznacza to, że SCOP daje bardziej realistyczną ocenę efektywności pompy ciepła w dłuższym okresie, uwzględniając zmiany sezonowe.
SCOP jest obliczany na podstawie średniej wartości COP w różnych warunkach temperaturowych i czasowych, uwzględniając cały sezon. Pozwala to ocenić efektywność pompy ciepła w różnych warunkach klimatycznych, gdzie temperatura otoczenia może się zmieniać.
| Dlaczego SCOP jest lepszym miarodajnym wskaźnikiem efektywności? SCOP uwzględnia zmienność temperatury zewnętrznej i dostosowuje się do różnych warunków pogodowych. W przeciwieństwie do COP, który mierzy efektywność pompy ciepła w stałej temperaturze, SCOP daje bardziej realistyczną ocenę efektywności pompy ciepła w zmiennych warunkach klimatycznych. Dzięki wskaźnikowi SCOP możemy sobie wyobrazić pracę pompy ciepła w różnych warunkach i rzeczywistość nie powinna nas zaskoczyć. |
Należy pamiętać, że wskaźnik SCOP zawsze będzie się różnić od teorii i wyników pomiarowych, ponieważ każdy dom jest inny, każdy użytkownik preferuje inne ustawienia, a każdy sezon grzewczy jest inny (dłuższy, krótszy, itp.). Jednak nie wystąpi sytuacja tak jak przy wskaźniku COP, gdzie Kowalski kupił pompę ciepła, ponieważ został skuszony wartością COP 4,6.
Nagle, gdy temperatura na zewnątrz wynosiła -5°C, jego COP wynosił tylko 2,3, co oznaczało, że pompa ciepła zużywała dwukrotnie więcej prądu niż się spodziewał. Dlaczego? Ponieważ wartość COP 4,6 była podana przy temperaturze zewnętrznej 7°C. Im niższa temperatura na zewnątrz, tym bardziej spada sprawność pompy ciepła i tym niższy jest COP. SCOP uwzględnia zmiany temperatury na zewnątrz.
Jak przeprowadza się pomiary COP i SCOP?
Pomiary COP i SCOP są przeprowadzane w laboratoriach, gdzie pompy ciepła są testowane w kontrolowanych warunkach. Normy i wytyczne opracowane przez instytucje regulacyjne określają procedury i metody pomiarowe.
W pomiarach COP i SCOP uwzględnia się różne warunki, takie jak temperatura otoczenia, temperatura czynnika chłodzącego i obciążenie. Przykładowo, COP pompy ciepła może być mierzony przy określonej temperaturze na zewnątrz, na przykład -7°C i +7°C, aby uzyskać jednoznaczne wyniki porównawcze.
| Ważne jest, aby sprawdzić, przy jakich parametrach podawane są wartości COP i SCOP. Im niższa temperatura na zewnątrz, tym gorszy wynik COP, ponieważ sprawność pompy ciepła spada wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej. |
Dodatkowo, należy zwracać uwagę na drugi parametr w wartości COP, na przykład 7°C/35°C. Oznacza to, że podane COP było mierzone przy temperaturze zewnętrznej 7°C i temperaturze wody grzewczej 35°C, co sugeruje zastosowanie ogrzewania podłogowego.
Jednak należy zauważyć, że nawet współczynnik SCOP nie jest doskonałym wyznacznikiem wydajności pompy ciepła i poleganie tylko na nim może wprowadzić w błąd. Zmiana ilości dni o temperaturze 0°C w okresie grzewczym lub niewielkie zmiany preferowanej temperatury wewnątrz domu mogą znacząco wpłynąć na rzeczywiste zużycie energii. Dlatego konieczne jest uwzględnienie strat ciepła przez przegrody zewnętrzne jako kluczowego parametru do określenia, czy twój dom traci dużo ciepła. Wskaźniki takie jak energia pierwotna i energia użytkowa mogą znacznie różnić się od rzeczywistości. Wybór pompy ciepła oparty na innym wskaźniku zawsze będzie losowy, a efektem wybrana pompa ciepła może być przewymiarowana lub za mała.
Wykorzystaj kalkulator doboru pompy ciepła
Obliczanie zużycia prądu przez pompę ciepła na podstawie SCOP zawsze będzie oddalone od rzeczywistości, ponieważ istnieje wiele zmiennych parametrów w rzeczywistych warunkach użytkowania. SCOP jest lepszym wskaźnikiem niż COP, ale sam SCOP również bazuje na założeniach dotyczących temperatury zewnętrznej.
| Aby wyeliminować wpływ zmiennych wskaźników, stworzono kalkulatory, które automatycznie pobierają dane pogodowe z ostatnich 15 lat. Następnie uwzględniają one kluczowy wskaźnik twojego domu, jakim są straty ciepła przez przegrody zewnętrzne. |
Użytkownik deklaruje preferowaną temperaturę wewnątrz domu (np. 19°C – 23°C) oraz określa system grzewczy (grzejniki lub podłogówka). Na podstawie tych danych program oblicza jak najbardziej zbliżony SCOP dla twojego domu w twoich warunkach klimatycznych i pokazuje zużycie prądu w ciągu roku. Jednym z takich kalkulatorów jest https://flexitpolska.pl/dobor-pompy-ciepla-econordic/.
Wydajność pompy ciepła a COP/SCOP w zależności od warunków pracy
Warto zauważyć, że zarówno COP, jak i SCOP zależą od temperatury. Wydajność pompy ciepła maleje, gdy różnica między temperaturą źródła ciepła a temperaturą ogrzewanej przestrzeni wzrasta. Oznacza to, że im większa różnica temperatur, tym niższy COP lub SCOP.
Na przykład, pompa ciepła może mieć COP wynoszący 4, gdy różnica temperatur wynosi 10°C, ale spadnie do COP 2,5, gdy różnica temperatur wzrośnie do 22°C (np. temperatura w domu 20°C, a na zewnątrz -2°C). Dlatego ważne jest uwzględnienie tych aspektów podczas oceny efektywności pompy ciepła w konkretnych warunkach pracy.
Wydajność pompy ciepła a COP/SCOP w zależności od ogrzewania podłogowego
Grubość wylewki, grubość i materiał izolacji w podłodze, gęstość osadzonych pętli, długość pętli i średnica rur mają duże znaczenie dla efektywności podłogowego systemu ogrzewania.
Materiał i izolacja podłogi:
W dzisiejszych czasach, kiedy zapotrzebowanie na ciepło w pomieszczeniach liczy się w watach, 15 cm styropianu stanowi niską i ambitną izolację. Jest to szczególnie istotne w przypadku domów parterowych, gdzie powierzchnia podłogi narażona na ochładzanie od dołu jest dwukrotnie większa.
Skutkiem tego może być niedogrzane pomieszczenie, które znajduje się najdalej od pompy ciepła. Ciepła woda w podłodze zostanie ochłodzona i dotrze do docelowego pomieszczenia, tracąc znaczną ilość ciepła. Skutkiem będzie konieczność zwiększenia temperatury wody grzewczej na pompie ciepła i wzrost zużycia prądu.
Grubość wylewki:
Grubość wylewki ma duże znaczenie, ponieważ stanowi masę ciepła, która akumuluje ciepło i znacząco pomaga w zimne noce. W domach pasywnych rekomenduje się grubość wylewki wynoszącą co najmniej 8 cm.
Gęstość osadzonych pętli:
Gęstość osadzonych pętli ma również duże znaczenie.
- Wyobraźmy sobie salon o wymiarach 5×5 m, w którym przebiega jedna pętla podłogówki przez sam środek podłogi. Skutkiem tego będzie niedogrzany salon, ponieważ pojedyncza pętla nie wygeneruje wystarczająco dużo ciepła, aby utrzymać temperaturę 21°C w zimie.
- Jeśli zastosujemy kilka pętli, możemy osiągnąć lepsze dogrzewanie salonu, ale temperatura w podłodze musiałaby wynosić 40°C, co oznaczałoby większe zużycie prądu przez pompę ciepła.
- Natomiast gdy osadzimy podłogówkę gęsto (np. co 15 cm lub nawet co 10 cm), ilość ciepła, którą ogrzewanie podłogowe jest w stanie dostarczyć, wzrasta. Dzięki temu możemy sobie pozwolić na niższą temperaturę w podłodze i często oszczędzić nawet o 5°C, co prowadzi do mniejszego zużycia prądu.
Podsumowanie
COP i SCOP są wskaźnikami informującymi o efektywności działania pomp ciepła. COP mierzy efektywność w stałej temperaturze, podczas gdy SCOP uwzględnia zmienność temperatury zewnętrznej w ciągu sezonu. SCOP jest bardziej miarodajnym wskaźnikiem, ponieważ odzwierciedla rzeczywiste, zmienne warunki klimatyczne.
Prawidłowe zrozumienie i wykorzystanie COP i SCOP pomaga dokonać właściwego wyboru pompy ciepła o wysokiej efektywności. Przy wyborze pompy ciepła należy uwzględnić przede wszystkim SCOP, zależnie od konkretnych warunków aplikacyjnych. Wysoki COP i SCOP przyczyniają się do oszczędności energetycznych i mają korzystny wpływ na środowisko naturalne.
| Pamiętaj, że pompa ciepła jest dobierana pod kątem łącznych strat ciepła przez wszystkie przegrody zewnętrzne. Nie powinna być dobierana jedynie na podstawie wielkości domu. Dlaczego? Na przykładzie 100-metrowego domu parterowego o lepszej izolacji, straty ciepła są prawie o połowę większe niż w domu piętrowym o powierzchni 125 m². |
W tym przypadku nawet pompa ciepła o wysokim SCOP może zostać niewłaściwie dobrana. W domu parterowym mogłaby sobie nie poradzić, a w domu piętrowym byłaby przewymiarowana. Najbezpieczniejszym sposobem jest uwzględnienie strat ciepła przez przegrody zewnętrzne i wykorzystanie tych informacji w kalkulatorze doborowym, na przykład na stronie: https://flexitpolska.pl/dobor-pompy-ciepla-econordic/.
