Pompa ma przede wszystkim skutecznie ogrzewać dom. Ponadto powinna robić to jak najtaniej. I tu właśnie dochodzimy do pojęcia sprawności pompy ciepła. Znając sprawność wiemy ile ciepła otrzymamy z każdej 1 kWh zużytego prądu. Nie jest to więc jakiś teoretyczny parametr bez praktycznego znaczenia. Kłopot w tym, że sprawność może być opisywana na różne sposoby. Dopiero znając je będziemy w stanie rzetelnie ocenić konkretne urządzenie, a nie dać się nabrać na coś co dobrze wgląda jedynie w katalogu lub reklamowej ulotce.
COP, czyli współczynnik sprawności
Pompa ciepła oddaje do instalacji grzewczej znacznie więcej energii w postaci ciepła, niż pobiera energii elektrycznej. Nie jest to żadna sztuczka, ani złamanie praw fizyki. Po prostu większość to darmowe ciepło, które pompa pobrała z otoczenia - z powietrza, gruntu lub wody.
Stosunek (proporcja) ilości energii oddanej przez pompę w postaci ciepła do instalacji, względem ilości pobranej przez nią energii elektrycznej nazywa się współczynnikiem sprawności lub współczynnikiem efektywności pompy. Powszechnie oznacza się go skrótem COP od angielskiego Coefficient of performance.
Jeżeli wynosi on np. 3, to oznacza, że pompa pobierając 1 kWh prądu oddała 3 kWh ciepła do instalacji c.o. Przy tym żeby wiedzieć ile kosztuje nas ciepło wystarczy cenę za 1 kWh prądu w naszej taryfie podzielić przez wartość COP. Obecnie za prąd w taryfie dla gospodarstw domowych płacimy ok. 1,30 zł/kWh. Jeżeli więc pompa ma COP 3, to ciepło kosztuje nas 0,43 zł/kWh. Jeżeli zaś pompa osiąga COP 5, to za ciepło płacimy 0,26 zł/kWh. Różnica jest więc ogromna.
Cały kłopot polega jednak na tym, że COP nie jest wartością stałą. Zmienia się w bardzo szerokim zakresie. To samo urządzenie przygotowując wodę o temperaturze 35°C na potrzeby podłogówki może mieć COP na poziomie ponad 5 przy +7°C na zewnątrz, ale spada on do 2,8 przy -7°C.
Ogromne znaczenie ma też temperatura wody w obiegu. Jeżeli pompa będzie podgrzewać wodę nie do 35 lecz do 55°C na potrzeby grzejników, to COP spadnie do 2,8 już przy +7°C na zewnątrz.
Czy w takim razie COP jest w praktyce użytecznym parametrem, pozwalającym rzetelnie porównywać pompy i wyłowić model pracujący naprawdę oszczędnie? Jak najbardziej tak. Jednak pod warunkiem, że wszystkie będziemy porównywać przy dokładnie tej samej temperaturze powietrza na zewnątrz oraz wody w obiegu. Ponadto trzeba się przyjrzeć temu jak pompa pracuje w różnych warunkach zewnętrznych, również w czasie mrozów. Nie wolno zaś sugerować się pojedynczą wartością COP, choćby była bardzo wysoka.
SCOP, czyli sezonowa efektywność energetyczna
Można powiedzieć, że COP to surowe dane. Bardzo użyteczne, pod warunkiem, że wiemy w jakich dokładnie warunkach zostały osiągnięte poszczególne wartości tego parametru. Ponadto, jeżeli ktoś rzeczywiście potrafi z nich korzystać. Wykresy lub tabele pokazujące COP w całym przewidywanym zakresie zmian temperatury zewnętrznej w ciągu całego sezonu grzewczego to bezcenne dane dla fachowca. Będzie on w stanie bardzo dokładnie określić jak będzie działać pompa w domu położonym w konkretnej lokalizacji (strefie klimatycznej), z określoną instalacja grzewczą (podłogówka, grzejniki), czy i w jakich warunkach wskazane będzie wspomaganie pompy drugim źródłem ciepła (grzałki, kocioł).
Dla większości ludzi takie obliczenia są jednak zbyt trudne. Dlatego wprowadzono współczynnik SCOP, czyli uśrednioną wartość COP dla całego sezonu grzewczego. Z oczywistych względów każda pompa będzie pracowała raz z większą, a raz z mniejszą sprawnością. Jednak dla normalnego użytkownika liczy się przede wszystkim ostateczny efekt, czyli to ile energii zużyje przez sezon grzewczy i ile trzeba będzie za to zapłacić.
Do tego SCOP nadaje się bardzo dobrze. Chociaż trzeba zdawać sobie sprawę, że jak każda wartość średnia, nigdy nie jest do końca dokładna. Unormowanie wymaga przecież chociażby przyjęcia określonych wartości temperatury zewnętrznej. Teren Unii Europejskiej podzielono więc na trzy strefy klimatu - ciepłego, umiarkowanego oraz chłodnego. Wartości SCOP w każdej z nich są inne dla dokładnie tych samych urządzeń. Dlatego Panasonic podaje w swoich katalogach je wszystkie. Jednak w przypadku wielu innych urządzeń w materiałach informacyjnych znajdziemy tylko SCOP dla strefy klimatu umiarkowanego. Kłopot w tym, że warunki panujące w naszym kraju są bardziej srogie, niż zakładane dla tej strefy, gdzie nie przewiduje się np. w ogóle mrozu poniżej -10°C.
Faktycznie jest tak, że na zachodzie kraju i na Pomorzu warunki są dość zbliżone do tych panujących w strefie klimatu umiarkowanego. Natomiast na wschodzie oraz w górach bliżej im do strefy klimatu chłodnego. Dlatego fachowcy dość często przyjmują wartości pośrednie, wyznaczone jako średnia ważona z tych dwóch stref.
Klasa energetyczna, czyli zamieszanie z procentami
Od lat wszystkie urządzenia grzewcze muszą mieć tzw. etykietę energetyczną. Na niej oznaczona jest klasa efektywności energetycznej - od A+++ do D. Ponadto producenci oznaczają efektywność energetyczną jako wartość procentową. Jednak te sposoby opisania sprawności pompy, a więc również kosztów jej eksploatacji, są bardzo niedokładne i wiele osób wprowadzają w błąd.
Generalnie, podstawą do wyznaczenia klasy energetycznej jest uśredniona wartość sezonowa, podobnie jak w przypadku SCOP. Jednak klasa to zawsze informacja mniej dokładna. Bowiem klasa to zawsze pewien zakres wartości. Widząc ją nie wiemy zaś czy dany sprzęt znajduje się blisko dolnej, czy górnej granicy. Podobnie różnica pomiędzy np. klasą A+++ oraz A++ nie musi być duża - jeżeli jednej pompie niewiele zabraknie do wyższej klasy, a druga ledwo się na nią załapie. Z drugiej strony jednak, szczególnie różnice pomiędzy urządzeniami najwyższej klasy A+++ mogą być znaczne. Wyższej już nie ma, tak więc trafiają do niej wszystkie pompy przekraczające pewien próg sprawności sezonowej.
Jeszcze więcej zamieszania jest, niestety, z procentowym określaniem sprawności. Wszystko przez bardzo specyficzną metodę jej określania. W klasycznym rozumieniu COP lub SCOP na poziomie np. 4 oznacza 400% sprawności, 5 to 500% itd. Po prostu dlatego że dostarczając do pompy 1 kWh energii elektrycznej, za którą płacimy, otrzymujemy odpowiednio 4 lub 5 kWh ciepła. Czyli właśnie 400 lub 500% więcej. Jednak w dokumentacji znajdziemy informację, że chociaż SCOP wynosi 5, to sezonowa efektywność energetyczna jest równa 200%.
Wszystko dlatego, że ilość zużywanej przez urządzenia grzewcze energii elektrycznej mnoży się przez tzw. współczynnik konwersji. A ten aktualnie określono w całej Unii Europejskiej jako 2,5. Ma to z założenia odpowiadać temu jaka część energii pierwotnie zawartej w paliwach jest tracona po drodze od elektrowni do użytkownika. Jest w tym pewna racja, ale równocześnie taki sposób obliczania mocno zaciemnia obraz. Przecież nijak nie będzie się to miało do rzeczywistości, jeżeli naszą pompę ciepła zasilamy w dużej mierze własnym prądem z instalacji PV. Ponadto bazując na tym wskaźniku można porównać rzeczywistą sprawność dwóch pomp ciepła. Jednak już porównywanie sprawności kotła i pompy nie bardzo ma sens. Kocioł może mieć formalnie taką samą sprawność jak pompa, jednak w rzeczywistości zawsze jest ona niższa niż 100%.
Jarosław Antkiewicz
Dodaj komentarz