Od czego zależy zużycie prądu przez pompę ciepła?
Nie ma jednej wartości, która określałaby, ile prądu potrzebuje każda pompa ciepła. Roczne zużycie wynika przede wszystkim z ilości ciepła potrzebnej budynkowi oraz sezonowej sprawności urządzenia. Znaczenie mają również powierzchnia i izolacja domu, oczekiwana temperatura w pomieszczeniach, lokalny klimat, rodzaj pompy, instalacja grzewcza i codzienne nawyki domowników.
Podstawą szacowania jest zapotrzebowanie budynku na ciepło, zwykle podawane w kWh/m²/rok. Pomnożenie tej wartości przez ogrzewaną powierzchnię daje przybliżoną ilość ciepła potrzebną w ciągu roku. Sama powierzchnia nie wystarcza jednak do wiarygodnej prognozy: dwa domy o takim samym metrażu mogą mieć różne zapotrzebowanie, jeśli różnią się izolacją, szczelnością lub instalacją.
Warto też odróżniać moc od zużycia energii. Moc wyrażona w kW opisuje zdolność grzewczą urządzenia lub chwilowy pobór. Energia w kWh pokazuje, ile prądu zużyto w określonym czasie, na przykład w ciągu roku. Informacja o mocy pompy nie pozwala więc sama w sobie ustalić rocznego rachunku za energię.
Jak obliczyć orientacyjne roczne zużycie energii?
Do wstępnych obliczeń stosuje się prosty wzór: roczne zapotrzebowanie na ciepło ÷ SCOP = przybliżone zużycie prądu. SCOP to sezonowy współczynnik efektywności, który opisuje uśrednioną sprawność pompy w okresie grzewczym. Przy SCOP równym 4 urządzenie dostarcza średnio około 4 kWh ciepła na każdą pobraną 1 kWh energii elektrycznej w warunkach objętych pomiarem.
COP i SCOP nie oznaczają tego samego. COP odnosi się do efektywności w określonych warunkach pracy, natomiast SCOP uwzględnia sezon i zmienność warunków. Przy porównywaniu urządzeń należy sprawdzić, dla jakiego klimatu i temperatury zasilania podano parametr. Wynik katalogowy nie musi odpowiadać osiągom konkretnej instalacji.
Przed obliczeniem trzeba ustalić, czy podane zapotrzebowanie na ciepło obejmuje tylko ogrzewanie pomieszczeń, czy także przygotowanie ciepłej wody użytkowej, czyli CWU. Jeśli CWU nie jest ujęta, należy doliczyć jej zapotrzebowanie i zastosować odpowiedni współczynnik sezonowy. Ogrzewanie i podgrzewanie wody warto szacować osobno, ponieważ ich sprawność może się różnić.
Ile prądu zużyje pompa w domu o powierzchni 150 m²?
Poniższe przykłady pokazują, jak mocno wynik zależy od zapotrzebowania budynku. Każdy dotyczy ogrzewania pomieszczeń i zakłada SCOP równy 3,5. Przykłady nie obejmują CWU, a rzeczywisty wynik może być inny.
- Dom o zapotrzebowaniu 40 kWh/m²/rok: 150 m² × 40 kWh daje około 6000 kWh ciepła rocznie. Po podzieleniu przez SCOP 3,5 pompa zużyje około 1710 kWh prądu na ogrzewanie.
- Dom o zapotrzebowaniu 80 kWh/m²/rok: budynek potrzebuje około 12 000 kWh ciepła. Przy SCOP 3,5 zużycie energii elektrycznej wyniesie około 3430 kWh rocznie.
- Dom o zapotrzebowaniu 140 kWh/m²/rok: potrzeba około 21 000 kWh ciepła, co przy SCOP 3,5 odpowiada około 6000 kWh prądu na ogrzewanie.
Inny przykład dotyczy domu o powierzchni 150 m² i zapotrzebowaniu na ciepło około 9500 kWh rocznie. Przy SCOP 4 pompa zużyje około 2375 kWh energii elektrycznej na pokrycie wskazanego zapotrzebowania. Także tutaj wynik należy interpretować zgodnie z zakresem danych, zwłaszcza informacją, czy uwzględniają CWU.
Jak rodzaj pompy i instalacja wpływają na pobór energii?
Pompa pobiera prąd między innymi do napędu sprężarki i pracy pozostałych podzespołów, a ciepło przekazuje z otoczenia do instalacji budynku. Dlatego przy sprawności większej od 1 zużycie energii elektrycznej jest mniejsze niż ilość dostarczonego ciepła. Osiągana efektywność zależy jednak od źródła ciepła oraz warunków pracy.
Powietrzna pompa ciepła korzysta z energii powietrza zewnętrznego, więc jej efektywność zmienia się wraz z temperaturą. W czasie chłodów może spadać, a w niektórych warunkach może włączyć się grzałka elektryczna, zwiększając pobór prądu. Pompy gruntowe i wodne korzystają z innych źródeł ciepła i mogą osiągać odmienne wartości SCOP, ale wynik zależy od urządzenia, projektu i jakości wykonania instalacji.
Istotna jest również temperatura zasilania. Ogrzewanie podłogowe, które zwykle pracuje przy niższej temperaturze, może sprzyjać wyższej sprawności niż instalacja wymagająca gorącej wody, na przykład część układów grzejnikowych. Na zużycie wpływają także nastawy, harmonogramy, temperatura utrzymywana w domu oraz prawidłowe zrównoważenie instalacji.
Różnicę między systemami ilustruje przykład, w którym budynek potrzebuje 6000 kWh ciepła na ogrzewanie i 4000 kWh na CWU. Przy przyjętych dla tego zestawienia współczynnikach pompa powietrzna zużywa łącznie około 3809 kWh prądu, a gruntowa około 2552 kWh. To przykład zależny od założonych SCOP, a nie uniwersalna prognoza dla każdego domu.
Jak ocenić rzeczywiste zużycie pompy?
Obliczenie wykonane na podstawie zapotrzebowania i SCOP jest szacunkiem, nie gwarancją przyszłego rachunku. Rzeczywisty pobór może odbiegać od prognozy z powodu pogody, ustawień, temperatury w pomieszczeniach, przygotowania CWU, pracy grzałki czy sposobu korzystania z budynku. Dlatego przy planowaniu kosztów warto jasno opisać założenia: metraż, zapotrzebowanie cieplne, przyjęty SCOP oraz to, czy wynik obejmuje CWU i grzałkę.
Coraz większe znaczenie ma ocena rzeczywistych osiągów, a nie wyłącznie katalogowej sprawności. Najbardziej użyteczne są pomiary pokazujące zarówno energię elektryczną pobraną przez pompę, jak i ilość dostarczonego przez nią ciepła. Pozwalają sprawdzić sezonową efektywność instalacji i porównać ją z założeniami. Przy analizie ofert należy zatem weryfikować SCOP dla ogrzewania oraz osobno parametry przygotowania CWU, a po uruchomieniu urządzenia obserwować jego pracę w rzeczywistych warunkach.
Bibliografia
- https://www.onet.pl/styl-zycia/kbpl-2/ile-pradu-zuzywa-pompa-ciepla-wyliczenia/zcjn88n,0666d3f1
- https://www.aircon.panasonic.eu/PL_pl/blog/ile-pradu-zuzywa-pompa-ciepla-i-jakie-sa-jej-koszty/
- https://selectra.pl/efektywnosc-energetyczna/pompa-ciepla/zuzycie-pradu
- https://www.leroymerlin.pl/porady/oszczedny-dom/ile-pradu-zuzywa-pompa-ciepla-poradnik-dla-wlascicieli-i-przyszlych-uzytkownikow.html
- https://globenergia.pl/ile-pradu-zuzywa-pompa-ciepla-roznica-miedzy-nowym-a-starym-domem-jest-ogromna/