Co oznacza COP pompy ciepła?

COP (Coefficient of Performance) jest to tzw. współczynnik wydajności – efektywności pompy ciepła. Najprościej ujmując określa on ile pompa ciepła dostarcza tegoż ciepła do ogrzania domu oraz do ilości zużytej przy tym energii elektrycznej. Im COP jest większy, tym uzyskanie tej samej ilości ciepła wymaga mniejszego nakładu w postaci energii elektrycznej, za którą płacimy. Współczynnik COP służy temu, aby użytkownik miał świadomość tego, co stanowi o wysokich, czy też niskich kosztach ogrzewaniach domu.

Wychodząc z tego założenia łatwo dostrzec, że im pompa jest lepsza, tym jej COP jest wyższy. Jednakże tego typu porównania mają sens jedynie wtedy, gdy porównujemy je dla takich samych temperatur wody grzewczej zasilającej instalację centralnego ogrzewania, np. 35ᵒC; i dolnego źródła ciepła, np. płynu krążącego w wymienniku gruntowym: 0ᵒC (oznaczane jako B0/W35).

Za przykład może posłużyć taki przypadek:

2 kW – energia pobrana z prądu
6 kW – energia z darmowego źródła (grunt, woda, powietrze)
2 kW + 6 kW = 8 kW
COP = 8 kW / 2 kW = 4

Z powyższych danych odczytujemy: zapotrzebowanie domu na ciepło wynosi 8 kW. Pompa jest w stanie pobrać ze środowiska 6 kW darmowej energii, oraz 2 kW energii elektrycznej na potrzeby uruchomienia i działania pompy ciepła.. Wartości sumujemy i dzielimy przez energię pobraną z prądu. Otrzymany wynik COP = 4 jest przykładowym.

Teoretycznie z 1 kW energii elektrycznej możemy otrzymać 4 kW energii na potrzeby ogrzewania. Czyli efektywność wynosi w tym przypadku 1 do 4.

W trakcie porównywania ze sobą pomp ciepła różnych producentów warto upewnić się, że współczynnik COP jest określony na podstawie tej samej normy. Obecnie COP należy odnosić do normy PN-EN 14511, jednak wciąż można spotkać wyliczenia zgodne ze starą normą PN-EN 255. Różnice między nimi mogą wynosić nawet kilka procent. Należy zauważyć, że współczynnik sprawności COP wyznaczany jest w ściśle określonych warunkach laboratoryjnie w ściśle określonych warunkach. Jest on jednak wartością zmienną zależną od warunków eksploatacyjnych, m.in. od zmian temperatury wody w instalacji.

Różnice te wynikają z założeń obu norm. Jedną z nich jest różnica temperatury w instalacji grzewczej. Według obecnej normy jest ona dwukrotnie mniejsza niż według starej normy (5 K) i może wynosić np. 35–30°C. Ponadto tylko w nowej normie uwzględnia się pobór energii elektrycznej przez pompę obiegową. Stąd czynnik COP dla pomp ciepła powietrznych określa się najczęściej dla następujących warunków A7W35, gdzie:

A – to oznaczenie dla powietrza zewnętrznego (Air),
7 – to temperatura powietrza zewnętrznego (7°C),
W – to oznaczenie dla wody (Water),
35 – to temperatura wody grzewczej w instalacji (35°C).

Co istotne te założenia są możliwe do osiągnięcia zasadniczo przy ogrzewaniu podłogowym. Jeśli przy tej samej temperaturze zewnętrznej zostanie podana wyższa temperatura wody, np. dla A7W55 (ogrzewanie grzejnikami), współczynnik COP będzie niższy niż COP dla A7W35 (ogrzewanie podłogowe).

Efektywność pompy ciepła zależy w dużej mierze od jej budowy

Należy wziąć pod uwagę, że technologia pomp ciepła jeta stale rozwijana. W związku z tym, na efektywność energetyczną pomp ciepła wpływa również cały szereg cech jej budowy. Głównym i strategicznym elementem jest sprężarka. Nowoczesne pompy posiadają tzw. sprężarki inwerterowe. Dzięki ich budowie pozwalają one na płynną regulację mocy grzewczej pompy ciepła. Starsze modele pomp, które pracowały ze sprężarkami typu włącz-wyłącz (on-off) wymagały współpracy ze zbiornikiem buforowym oraz ze względu na tylko dwa tryby pracy odznaczały się mniejsza trwałością. Im mniejsza liczba włączeń sprężarki tym lepiej dla jej trwałości.

Obecnie sprężarki inwerterowe nie zawsze wymagają bufora (w zasadzie wymagany jest jedynie w przypadku zwykłych grzejników, w sytuacji, kiedy zakręcamy je wszystkie w jednym czasie). To zdecydowanie wpływa na obniżenie strat ciepła całego układu i ma także wpływ na zużycie energii elektrycznej przez pompy obiegowe. Zatem efektywność całego układu wzrasta, a koszty eksploatacji pompy ciepła maleją.

Musimy zauważyć jeszcze jedną rzecz. Nie tylko pompa ciepła pobiera energię. Są jeszcze pompy obiegowe górnego i dolnego źródła, które w źle zaprojektowanych instalacjach potrafią zużywać niemal drugie tyle prądu, dodatkowo pompa może mieć grzałki elektryczne uruchamiane przy skrajnie niskiej temperaturze zewnętrznej itp. Z tym, że w tych skrajnych temperaturach może się zdarzyć i tak, że ekonomicznej będzie przez jakiś czas grzać grzałkami niż niewydolną w tych warunkach pompą ciepła.

Opracował: Marek Bachorski-Rudnicki