Pompa ciepła pobiera energię ze środowiska naturalnego: gruntu, wody lub powietrza. Do jej pracy potrzebny jest również prąd elektryczny. Dla oceny sprawności pomp ciepła posługujemy się wskaźnikami które określają normy, są to: wskaźnik efektywności pompy ciepła i roczny wskaźnik pracy instalacji.
Trochę teorii…
Wskaźnik efektywności COP jest to stosunek mocy grzewczej pompy ciepła (tego co przekazywane jest do instalacji grzewczej) do poboru mocy elektrycznej (tego za co się płaci).
Wartości chwilowe COP, podawane w danych technicznych pomp ciepła dla parametrów zgodnie z EN 14511 i EN255, można obliczyć ze wzoru:
Q – moc grzewcza pompy ciepła [kW]
E – elektryczny pobór mocy [kW]
Dla oceny rzeczywistych kosztów ogrzewania uwzględnia się wskaźnik efektywności całej instalacji – wszystkich urządzeń zasilanych energią elektryczną w ciągu np. roku. Czyli, jest to stosunek dostarczonego ciepła grzewczego do poboru energii elektrycznej wszystkich urządzeń pracujących w instalacji.
Wskaźnik COPIN instalacji – całego systemu grzewczego (określany jako SPF – Seasonal Performance Factor):
QG – ciepło grzewcze przekazane przez pompę ciepła do instalacji [kWh/rok]
EPC – energia elektryczna pobrana przez pompę ciepła [kWh/rok]
EUE – energia elektryczna pobrana przez wszystkie urządzenia pracujące w instalacji: pompy obiegowe, pompa solanki, grzałka elektryczna itd. [kWh/rok]
Im wyższy wskaźnik efektywności pompy ciepła i całej instalacji, tym niższe będą koszty ogrzewania. Na przykład COP=4 – oznacza, że płacąc np. 0,5 zł za 1 kWh zużytej energii elektrycznej otrzymujemy 4 kWh ciepła grzewczego. Czyli 1 kWh ciepła grzewczego kosztuje nas 12 groszy.
Wielkość wskaźnika efektywności COP zależy między innymi od temperatury dolnego źródła ciepła, jak i od temperatury wody grzewczej na wyjściu z pompy ciepła (na zasilaniu instalacji grzewczej).
W praktyce…
Rzeczywiste parametry pracy i koszty ogrzewania pompą ciepła można zobaczyć na „Wizualizacji pracy instalacji z pompą ciepła”, pracującej w domu jednorodzinnym znajdującym się pod Opolem.
Dokładne badania, ok. 200 pracujących instalacji z pompami ciepła różnych producentów prowadził Instytut Fraunhofera ISE (Niemcy):
- 110 instalacji w nowych domach jedno i dwurodzinnych, w 95% z ogrzewaniem podłogowym
- w ponad 70 modernizowanych domach, wyposażonych w 95% w tradycyjne ogrzewanie grzejnikowe
Do obliczeń wskaźnika efektywności brano pod uwagę zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła (sprężarka i automatyka), pompę dolnego źródła ciepła i grzałkę elektryczną. Ilość ciepła dostarczanego do ogrzewanego budynku mierzono zaraz za pompą ciepła. Średnia efektywność pracy instalacji, wynosiły:
- dla pomp ciepła solanka/woda: 3,9 dla nowo budowanych domów, 3,3 dla starszych budynków
- dla pomp powietrze/woda: 2,9 w nowych i 2,6 w starszych domach
Pompa ciepła jest z „założenia” tanim w eksploatacji źródłem ciepła. Jednak, samo zastosowanie pompy ciepła nie gwarantuje jeszcze niskich kosztów ogrzewania. Instalacje tego rodzaju wymagają starannego zaprojektowania i nie „lubią” kompromisów.
