Ile prądu zużywa pompa ciepła? Wyliczenia dla różnych pomp

Co wpływa na pobór energii elektrycznej przez pompę ciepła?

Każda pompa ciepła pobiera energię elektryczną potrzebną do prawidłowej pracy instalacji grzewczej. Kluczowym współczynnikiem jest wydajność. Zasada jest prosta - im większa będzie wydajność działania pompy ciepła, tym niższy pobór energii elektrycznej. Na koszt ogrzewania budynku wpływa kilka podstawowych parametrów. Będzie to zapotrzebowanie na energię grzewczą. Im wyższe zapotrzebowanie energetyczne budynku, tym większe koszty ogrzewania.

Zapotrzebowanie na energię cieplną będzie uzależnione od metrażu, stopnia termoizolacji przegród zewnętrznych oraz od obecności dodatkowej wentylacji lub klimatyzacji. Na ostateczne zapotrzebowanie energetyczne wpłynie także ilość zużywanej, ciepłej wody użytkowej oraz preferowana temperatura w pomieszczeniach. Nie bez znaczenia okaże się także wybrany system ogrzewania (ogrzewanie podłogowe, grzejniki ścienne, wentylacja mechaniczna z rekuperacją).

Wszystkie powyższe parametry sprawiają, że każdy budynek mieszkalny może posiadać odmienne zapotrzebowanie na energię grzewczą. W związku z tym nie istnieje jednoznaczna odpowiedź na pytanie, ile prądu zużywa pompa ciepła podczas jednego sezonu grzewczego. Możemy natomiast obliczyć średnie, roczne zużycie energii elektrycznej dla modelowych budynków.

Pobór kWh energii elektrycznej, a współczynnik COP

Średnie, roczne zużycie energii elektrycznej przez powietrzną lub gruntową pompę ciepła będzie uzależnione od dwóch ważnych parametrów. Mowa tu o efektywności grzewczej COP oraz o współczynniku SCOP.

Współczynnik efektywności COP to stosunek efektu do nakładu energetycznego. Im wyższy współczynnik COP, tym mniej energii pobiera pompa ciepła. Średnie COP dla pomp ciepła wynosi 3,5 do 5,5. Oznacza to, że 1 kWh energii napędowej pobieranej z sieci energii elektrycznej, pozwala na przekazanie przez skraplacz pompy ciepła do instalacji grzewczej od 3,5 do 5,5 kWh energii cieplnej. Załóżmy zatem, że średni współczynnik efektywności COP wynosi 4,0. Taką wartość zastosujemy w do dalszych obliczeń przy gruntowych pompach ciepła.

Drugi parametr to efektywność SCOP. Jest to średni poziom zużycia energii na cały sezon grzewczy lub na cały rok (np. w przypadku całorocznego podgrzewania ciepłej wody użytkowej). Roczne zużycie energii elektrycznej, którą pobiera pompa ciepła, będzie wynikiem dzielenia zapotrzebowania energetycznego przez współczynnik efektywności COP.

Warto zwrócić uwagę na efektywność grzewczą przy wyborze pompy ciepła. Ceny pomp ciepła są wysokie, ale czasem warto dopłacić kilkanaście procent i zakupić bardziej efektywne urządzenie. Tu możesz sprawdzić, jaki jest szacunkowy koszt montażu pompy ciepła w Twoim mieście.

Ile energii grzewczej potrzeba do ogrzania budynku?

Chcąc określić pobór kWh energii elektrycznej, musimy ustalić zapotrzebowanie energetyczne budynku na energię grzewczą. W naszych wyliczeniach weźmiemy pod uwagę trzy budynki mieszkalne o powierzchni użytkowej 100, 150 oraz 200 m2. Nasze modelowe domy będą posiadały różny stopień izolacji termicznej. Średnioroczne zapotrzebowanie na energię grzewczą będzie wynosiło 70, 90 oraz 110 kWh/m2/rok. Pozwala to na dokonanie prostych obliczeń rocznego zapotrzebowania energii. W poniższych wyliczeniach bierzemy pod uwagę jedynie pobór energii potrzebnej do ogrzania budynku. Pompa ciepła też zużywać energię na potrzeby ogrzewania ciepłej wody użytkowej.

Dla przykładu, dom o powierzchni użytkowej 100 m2 i zapotrzebowaniu energetycznym 70 kWh/m2/rok będzie potrzebował 7 000 kWh energii grzewczej na sezon. Dom o takim samym stopniu izolacji, ale o powierzchni użytkowej 150 m2 zużywa już 10 500 kWh rocznie. Z kolei przestronny dom jednorodzinny o powierzchni 200 m2 potrzebuje 14 000 kWh energii grzewczej rocznie.

Wartości wzrastają wraz z gorszą izolacją przegród zewnętrznych. Dom z zapotrzebowaniem 90 kWh/m2/rok potrzebuje 9 000 kWh (powierzchnia 100 m2), 13 500 kWh (dom 150 m2) lub 18 000 kWh energii grzewczej w przypadku budynku o powierzchni 200 m2. Przy zapotrzebowaniu na energetycznym na poziomie 110 kWh/m2/rok, ilość energii wzrasta do poziomu 11 000 kWh (dom o powierzchni użytkowej 100 m2), 16 500 kWh (dom o powierzchni użytkowej 150 m2) oraz 22 000 kWh w domach 200 m2.

Podkreślamy, że mówimy tu o kWh energii grzewczej, a nie energii elektrycznej. Ta będzie skorygowana o COP.

Energia grzewcza potrzebna do ogrzania budynku - zapotrzebowanie roczne

Zapotrzebowanie energetyczne	Dom o powierzchni użytkowej 100 m2	Dom o powierzchni użytkowej 150 m2	Dom o powierzchni użytkowej 200 m2
70 kWh/m2/rok	7 000 kWh	10 500 kWh	14 000 kWh
90 kWh/m2/rok	9 000 kWh	13 500 kWh	18 000 kWh
110 kWh/m2/rok	11 000 kWh	16 500 kWh	22 000 kWh

Źródło: opracowanie własne

Ile prądu zużywa powietrzna pompa ciepła?

Znamy już średnie, roczne ilości energii grzewczej, jakie pobiera budynek. Dzięki temu możemy obliczyć przybliżony pobór energii elektrycznej przez pompy ciepła. W wyliczeniach weźmiemy pod uwagę dwa rodzaje urządzeń. Będzie to powietrzna pompa ciepła oraz gruntowa pompa ciepła. Zakładamy, że współczynnik COP wynosi 3,0 (pompa powietrzna) oraz 4,0 (pompa gruntowa). Na tej podstawie możemy obliczyć, ile kWh zużywa pompa w ciągu całego sezonu grzewczego. Przypominamy, że przy współczynniku COP = 3,0 z każdego kWh energii pobranej z sieci uzyskamy 3 kWh energii grzewczej. Przy współczynniku COP = 4,0 przelicznik będzie jeszcze bardziej korzystny. Z 1 kWh energii z sieci można uzyskać 4 kWh energii grzewczej. Niektóre nowoczesne pompy posiadają jeszcze lepsze parametry efektywności, co przekłada się na niższy koszt ogrzewania budynku.

Naszym pierwszym przykładem jest powietrzna pompa ciepła ze sprawnością 300%. Ile energii pobiera ogrzewanie przez cały sezon? W przypadku domów o zapotrzebowaniu energetycznym rzędu 70 kWh/m2/rok, średnioroczne zużycie energii będzie wynosiło 2 330 kWh (dom 100 m2), 3 500 kWh (dom 150 m2) oraz 4 666 kWh w przypadku domów 200 m2. Im większe zapotrzebowanie energetyczne budynku, tym wyższy koszt ogrzewania w sezonie zimowym. Przy zapotrzebowaniu w granicach 90 kWh/m2/rok, pompa powietrzna pobierze 3 000 kWh (dom 100 m2), 4 500 kWh (dom 150 m2) lub 6 000 kWh (dom 200 m2).

Najwięcej energii pobiera pompa powietrzna, zamontowana w naszych modelowych budynkach z zapotrzebowaniem energetycznym 110 kWh/m2/rok. W ciągu całego roku, pompa pobierze 3 667 kWh (dom o powierzchni 100 m2), 5 500 kWh (dom 150 m2) lub 7 333 kWh w przypadku dużych domów o powierzchni użytkowej 200 m2. Na podstawie naszych obliczeń można oszacować średni koszt ogrzewania budynku. Wystarczy przemnożyć podane wartości przez stawkę prądu z sieci.

Powietrzna pompa ciepła - roczne zużycie prądu

Zapotrzebowanie energetyczne	Dom o powierzchni użytkowej 100 m2	Dom o powierzchni użytkowej 150 m2	Dom o powierzchni użytkowej 200 m2
70 kWh/m2/rok	2 333 kWh	3 500 kWh	4 666 kWh
90 kWh/m2/rok	3 000 kWh	4 500 kWh	6 000 kWh
110 kWh/m2/rok	3 667 kWh	5 500 kWh	7 333 kWh

Źródło: opracowanie własne