Jak działa pompa ciepła powietrze – woda?

Powietrzna pompa ciepła jak każde źródło energii odnawialnej wykorzystuje energię nagromadzoną w powietrzu do ogrzewania lub chłodzenia. Pompa ciepła wykorzystuje powietrze z zewnątrz jak dolne źródło, które dzięki czynnikowi chłodniczemu i odpowiedniemu sprężeniu wytwarza ciepło użytkowe, które wykorzystamy do ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej lub C.O. .

Pompa ciepła – z czego się składa?

Technologia pompy ciepła oparta jest na bardzo prostym i dobrze znanym mechanizmie wykorzystywanym chociażby w lodówkach. Najważniejszymi elementami konstrukcji pompy ciepła są: sprężarka, skraplacz, zawór rozprężny i parownik. Pompa nie spełniałaby jednak swojej funkcji bez czynnika roboczego. Czynnik chłodniczy to ciecz, która krąży wewnątrz układu, wrząc pod niskim ciśnieniem i w niskiej temperaturze (na zewnątrz budynku) pobiera ciepło. W układzie wzrasta ciśnienie i temperatura, dzięki sprężarce czynnik zmienia postać na gazową, a następnie trafia do skraplacza, gdzie oddaje ciepło do instalacji. Po tym, czynnik w stanie ciekłym przechodzi przez zawór rozprężny, gdzie następuje spadek ciśnienia i temperatury i cykl rozpoczyna się ponownie.

rys. columbusenergy

Pompa ciepła powietrze – woda – odbiornik

Pompy ciepła typu powietrze – woda można podłączyć do istniejącej instalacji grzewczej. Odbiornikami są np. kaloryfery, lub instalacja podłogowa. Przy pompie ciepła najbardziej efektywne jest użycie niskotemperaturowych odbiorników jak ogrzewanie podłogowe czy ścienne. Zaletą ogrzewania płaszczyznowego jest to, że przekazywanie ciepła następuje przez bardzo dużą powierzchnię, dzięki czemu nie potrzeba wysokiej temperatury jak w przypadku punktowych źródeł ciepła. Czynnik grzewczy może również przenosić energię cieplną do zasobnika c.w.u.

Wydajność pompy ciepła – współczynniki COP, SCOP i SPF

O wydajności pompy ciepła decyduje głównie różnica temperatur dolnego i górnego źródła. Jednak każde urządzenie charakteryzuje się parametrami, które w dużej mierze decydują o efektywności i ekonomice pracy:

COP – oznacza (z ang. Coefficient of Performance) to współczynnik efektywności. Mówi nam o stosunku ilości energii dostarczonej do pompy ciepła do ilości energii przez nią zużytej. Jeśli COP urządzenia wynosi 4 to znaczy, że by uzyskać 4 kW ciepła zużyje ono 1 kW energii elektrycznej. Z tego wynika, że im wyższy współczynnik COP tym lepiej. Należy pamiętać, że współczynniki producenci urządzeń podają COP uzyskiwany w warunkach laboratoryjnych.

Współczynnik COP powinien być obliczony na podstawie aktualnie obowiązującej normy PN-EN 14511-2, a nie PN-EN 255. Wg aktualnej normy obliczenia wykonywane są dla różnicy temperatur zasilanie–powrót c.o.wynoszącej 5 K, poprzednia norma zakładała różnicę temperatury wynoszącą 10 K. To obniżenie różnicy temperatury ma istotny wpływ na efektywność energetyczną. Dodatkowo nowa norma jest znacznie dokładniejsza bo uwzględnia energię potrzebną do pracy pompy obiegowej, sprężarki i grzałki.

SCOP – czyli współczynnik sezonowej efektywności. Dzięki niemu możemy obliczyć, ile prądu zużyje pompa ciepła w danym czasie czyli np. w ciągu roku lub sezonu grzewczego. Dzięki SCOP możemy policzyć, ile będzie kosztowało ogrzewanie budynku pompą ciepła.
SPF – podobnie jak SCOP mówi nam o zużyciu energii w danym czasie, ale dotyczy rzeczywistych warunków w jakich pracuje konkretna instalacja i obliczany jest na podstawie realnych danych dla danego budynku.

Podsumowując:

im wyższy współczynnik COP urządzenia tym lepiej, zwróć uwagę jednak na normę zastosowaną przez producenta,
im wyższe SCOP i SPF, tym mniej prądu zużyje urządzenie i tym niższe będą rachunki za energię elektryczną w ciągu roku.