Dobór pomp ciepła. Na co zwrócić uwagę przy wyborze pompy ciepła? Czym się różni COP od SCOP? Jak czytać parametry pompy ciepła?

Pompy ciepła to coraz chętniej wybierane urządzenia do ogrzewania budynków. Jednak, aby w optymalny sposób wykorzystać możliwe zalety tych urządzeń dobór pomp ciepła musi być przeprowadzony w sposób prawidłowy. Wyjaśniamy czym jest wskaźnik COP, SCOP i SPF. Wskazujemy też, na jakie kwestie należy zwrócić uwagę podczas wyboru odpowiedniej pompy ciepła.

Spis treści

1. Zalety inwestycji w pompę ciepła 
2. Dobór pompy ciepła – najważniejsze kryteria wyboru
3. Rodzaj pompy ciepła
4. Współczynnik COP, SCOP, SPF
5. Etykiety energetyczne i karty produktu
6. Moc pompy ciepła
7. Emisja hałasu
8. Zakres temperatur pompy ciepła 
9. Co jeszcze brać pod uwagę, wybierając pompę ciepła? 

Zalety inwestycji w pompę ciepła 

Pompy ciepła jako urządzenia służące do ogrzewania budynków i przygotowania ciepłej wody użytkowej, w ostatnich latach znacząco zyskały na popularności. Głównymi czynnikami napędzającymi wzrost zainteresowania pompami ciepła są aspekty ekologiczne oraz ekonomiczne. Duży wpływ na zwiększony popyt mają także dotacje i ulgi podatkowe, dostępność technologii czy rosnąca świadomość ludzi. 

Najważniejsze zalety pomp ciepła:

• Efektywność energetyczna. Niskie zużycie energii i wysoka wydajność pozwalają na uzyskanie oszczędności rzędu ok. 70%, w porównaniu do innych urządzeń grzewczych.
• Ochrona środowiska. Pompy ciepła to czyste i odnawialne źródła energii; nie przyczyniają się do powstawania smogu i innych zanieczyszczeń powietrza.
• Komfort cieplny. Nowoczesne urządzenia zapewniają optymalną temperaturę w pomieszczeniach przez cały rok – służą nie tylko do ogrzewania i przygotowywania ciepłej wody, ale coraz częściej także do chłodzenia domu.
• Niezależność energetyczna. Inwestycja w pompę ciepła oznacza niezależność od dostawców tradycyjnych nośników energii i podwyżek cen; zapewnia też gospodarstwom domowym bezpieczeństwo energetyczne.
• Szybki zwrot inwestycji. Szacuje się, że zwrot poniesionych nakładów finansowych na zakup pompy ciepła może wynosić nawet ok. 5-7 lat; poza tym – montaż takiego urządzenia zwiększa wartość nieruchomości.

Dobór pompy ciepła – najważniejsze kryteria wyboru

Aby dobrać pompę ciepła dopasowaną do indywidualnych potrzeb i specyfiki budynku, należy wziąć pod uwagę szereg czynników:

• rodzaj pompy ciepła,
• współczynnik COP, SCOP, SPF,
• wydajność energetyczną pompy,
• moc,
• emisję hałasu,
• zakres temperatur,
• markę pompy ciepła,
• dodatkowe funkcjonalności.

Rodzaj pompy ciepła

Wybór odpowiedniego rodzaju pompy ciepła ma kluczowe znaczenie. Od tego zależy jej efektywność, miejsce i sposób montażu czy koszty inwestycji. Błędy na tym etapie mogą spowodować niewystarczający poziom grzania, przyspieszyć zużycie i generować spore koszty eksploatacyjne. Najczęściej wybierany rodzaj to powietrzna pompa ciepła; jest tak ze względu na prosty montaż i brak specjalnych wymagań. Oprócz tego dostępne są również:

• gruntowe pompy ciepła: wymagają umieszczenia w ziemi pionowego lub poziomego wymiennika gruntowego;
• wodne pompy ciepła: pobierają energię cieplną ze zbiorników wodnych;
• hybrydowe pompy ciepła: stanowią połączenie pompy ciepła i kotła kondensacyjnego. 

Dokonując wyboru rodzaju pompy ciepła należy kierować się:

• zapotrzebowaniem energetycznym budynku;
• dostępnością źródła ciepła;
• budżetem;
• dostępna przestrzenią do montażu.

Współczynnik COP, SCOP, SPF

Cennych informacji o efektywności urządzenia dostarczają współczynniki COP, SCOP i SPF. Warto je uwzględniać, porównując poszczególne modele pomp ciepła. 

Współczynnik COP (coefficient of performance) to współczynnik wydajności, określający stosunek dostarczonego ciepła (ilość uzyskanej energii cieplnej) do zużytej energii elektrycznej. Przy czym ilość dostarczonego do budynku ciepła jest sumą energii elektrycznej zużytej przez pompę oraz uzyskanej z dolnego źródła ciepła.

Im COP jest większy, tym lepiej. Oznacza to, że urządzenie wymaga mniejszego nakładu energii elektrycznej dla uzyskania tej samej ilości ciepła, czyli pracuje oszczędniej. Porównywanie współczynnika COP ma sens wyłącznie dla tych samych warunków temperatury wody grzewczej zasilającej instalację oraz dolnego źródła ciepła. 

Na COP ma wpływ m.in:

• różnica temperatur pomiędzy górnym i dolnym źródłem ciepła (gdy różnica ta jest mniejsza – COP rośnie);
• rodzaj systemu (zalecana jest instalacja niskotemperaturowa).

Współczynnik SCOP – (seasonal coefficient of performance), inaczej – sezonowy współczynnik efektywności pompy ciepła; współczynnik ten odnosi się do zużycia prądu w danym okresie np. w ciągu sezonu. Oznacza ilość energii cieplnej dostarczonej do ilości wykorzystanej energii elektrycznej w konkretnym przedziale czasowym. SCOP uwzględnia zmienne w czasie warunki pracy pompy ciepła.

Dla precyzyjnego wyznaczania SCOP należy wziąć pod uwagę temperatury w sezonie grzewczym panujące w danej strefie klimatycznej oraz regionie kraju. Stąd SCOP jest nazywany też średnią wartością COP dla całego sezonu grzewczego. Do określenia jego wartości wykorzystuje się współczynnik ηs (sezonowej sprawności energetycznej ogrzewania pomieszczeń), uwzględniający m.in. liczbę godzin pracy urządzenia, zapotrzebowanie na energię elektryczną czy straty w trybie czuwania i wyłączenia. Dzięki temu współczynnik SCOP umożliwia porównanie wydajności pompy ciepła w warunkach bardziej zbliżonych do rzeczywistych. Jest więc uważany za bardziej miarodajną ocenę efektywności pompy ciepła, w porównaniu do COP. 

Aby uzyskać wysokie SCOP trzeba zapewnić właściwą izolację termiczną budynku; zaleca się też wybór ogrzewania podłogowego z termostatami na płytach grzejnych oraz wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła. 

Współczynnik SPF (seasonal performance factor) – określa efektywność pompy w ciągu roku, uwzględniając zmienne zapotrzebowanie na ciepło i ciepłą wodę użytkową oraz zmiany temperatur zewnętrznych w warunkach rzeczywistych. Współczynnik ten porównywalny do współczynnika SCOP, ale dotyczy rzeczywistych warunków pracy instalacji. Ponadto, SPF jest miarą efektywności, która odnosi się nie tylko do wydajności grzewczej, ale też chłodzącej. Ponownie zachodzi tu zależność – im wyższy SPF, tym większa wydajność urządzenia. 

Etykiety energetyczne i karty produktu

Wydajność energetyczna pompy ciepła przedstawiana jest też na etykietach energetycznych i kartach produktu. Informacje w nich zawarte służą do pomiaru efektywności energetycznej oraz do porównywania poszczególnych modeli urządzeń. Na etykiecie energetycznej znajdują się dane, takie jak:

• nazwa i model produktu;
• klasa energetyczna;
• wartości współczynników COP, SCOP, SPF. 

Klasy energetyczne oznaczane są w skali od A+++ do D, gdzie A++ to najwyższa wydajność energetyczna. 

Moc pompy ciepła

Moc pompy ciepła musi być dopasowana do zapotrzebowania energetycznego budynku oraz do trybu pracy systemu (tego czy urządzenie będzie jedynym czy dodatkowym źródłem ciepła). Określenie zapotrzebowania wymaga uwzględnienia m.in. wielkości budynku, izolacji termicznej czy liczby mieszkańców. Nieodpowiednie są zarówno pompy ciepła niedowymiarowane, jak i przewymiarowane. Te pierwsze, o zbyt małej mocy, nie zapewnią właściwego komfortu cieplnego. Pompy ciepła o zbyt dużej mocy z kolei generują niepotrzebne koszty eksploatacji i wysokie koszty inwestycji.

Chociaż moc grzewcza jest najważniejsza, duże znaczenie ma również moc chłodnicza. Wartość ta określa wydajność sprężarki oraz ilość energii pobieranej z dolnego źródła ciepła. Optymalną wartość mocy chłodniczej, jaką powinna mieć pompa ciepła, można obliczyć, odejmując moc grzewczą od mocy elektrycznej. 

Emisja hałasu

Zgodnie z obowiązującymi przepisami, poziom hałasu na granicy posesji w zabudowie jednorodzinnej w ciągu dnia nie może przekraczać 50 dB(A), a w nocy 40 dB(A). Tymczasem wiele pomp ciepła wytwarza hałas na poziomie 45-75 dB(A). Dlatego zaleca się, aby montować jednostkę wewnętrzną możliwie jak najdalej od granicy działki. Warto też pamiętać, że poziom mocy akustycznej pompy ciepła jest uzależniony od mocy, z jaką urządzenie w danej chwili pracuje.

Zakres temperatur pompy ciepła 

Wybierając pompę ciepła należy również kierować się zakresem temperatur wody zasilającej. Parametr ten przede wszystkim zależy od rodzaju instalacji centralnego ogrzewania (dla ogrzewania podłogowego wymagana jest niższa temperatura zasilania). Ważna jest też docelowa lokalizacja urządzenia – w chłodniejszych regionach zwykle trzeba rozważyć współpracę z dodatkowym źródłem ciepła. 

Co jeszcze brać pod uwagę, wybierając pompę ciepła? 

Na etapie wyboru pompy ciepła należy zwrócić uwagę także na:

• Prawidłowy montaż: powinien być wykonany przez wykwalifikowaną firmę instalatorską zgodnie z zaleceniami producenta i obowiązującymi normami technicznymi.
• Markę pompy ciepła: zaleca się wybierać pompy ciepła renomowanych marek, dla których dostępny jest serwis w okolicy.
• Dodatkowe funkcjonalności: nowoczesne urządzenia mają m.in. funkcję chłodzenia, tryb cichej pracy czy możliwość integracji z systemami inteligentnego domu – dobrze jest rozważyć zakup takich modeli.

inż. Marianna Leśniewicz