Pompa ciepła i jej efektywność

W przypadku pompy ciepła, która nie produkuje energii ale przemieszcza ją z jednego miejsca w drugie efektywności nie opisuje się za pomocą pojęcia sprawności o nieprzekraczalnej wartości maksymalnej 1 (100%) lecz używa się pojęcia COP. Oznacza ono z angielskiego (COP, ang. coefficient of performance) współczynnik wydajności.

Chodzi tutaj o to, że o ile znaczenie jest takie samo jak sprawności (stosunek energii otrzymanej do energii włożonej), tyle że wartości powinny być zawsze dużo większe od 1 (energia otrzymana nie jest wyprodukowana przez pompę, lecz jedynie przez nią transportowana). Przyjmuje się, że COP równy jeden posiada grzałka elektryczna. Natomiast współczynnik wydajności pomp ciepła oscyluje zwykle w granicach 2 do nawet 6.

Jednakże technologia nie stoi w miejscu, a możliwa do osiągnięcia wartość oscyluje pomiędzy 8 a 12, co w teorii oznacza, że istnieje nadal spore pole do popisu dla inżynierów i techników. Jasnym jest, że pompy nigdy nie osiągną założonych granic, ale nic ne stoi na przeszkodzie, aby stawały się one coraz bardziej wydajne.

W pompie ciepła COP uzależniony jest od tego, ile pracy pompa musi wykonać, aby jednostka ciepła została przetransportowana. Wysiłek wzrasta wraz z różnicą temperatur pomiędzy źródłami dolnym i górnym. Na tę różnicę składają się zarówno temperatura zewnętrzna, zarówno ujemna, jak i dodatnia oraz temperatura wody grzewczej. Stąd też pompy ciepła najlepiej sprawdzają się tam, gdzie mamy do czynienia z instalacjami grzewczymi niskotemperaturowymi. Wynika to z faktu, że podgrzewana woda rzadko przekracza temperaturę oscylującą w granicach 30-40°C.

Należy jednak zauważyć, że technika zrobiła spory krok naprzód i pojawiły się na rynku pompy ciepła wysokotemperaturowe. Sprawdzają się zarówno w domach starszych, z grzejnikami konwencjonalnymi, jak i tymi budowanymi przed rokiem 1992 i starszymi, gdzie przekroje rur są o wiele większe niż współcześnie.

O ile najwyższy i stały COP posiadają gruntowe pompy ciepła, ze względu na względnie stałą temperaturę pod ziemią i nie jest uzależniona od mrozów, o tyle w przypadku powietrznych pomp ciepła im większy mróz, tym ich wydajność jest mniejsza. W momencie, gdy temperatura osiągnie -20 / -25°C bardziej opłacalnym będzie załączyć grzałkę elektryczną niż próbować ogrzewać dom za pomocą pompy ciepła. Analogicznie w lecie, gdy temperatura osiągnie powyżej 35°C pompa ciepła przestanie dogrzewać ciepłą wodę użytkową.

Tekst: Marek Bachorski - Rudnicki