To ten element pompy ciepła odpowiada za rachunki grozy. Włącza się w określonych okolicznościach
Coraz więcej ludzi używa pomp ciepła, które służą do ogrzewania budynków. Mają one wysoką efektywność energetyczną, ponieważ czerpią energię z otoczenia – powietrza, wody lub ziemi – aby ogrzewać wnętrza. Jednak podczas intensywnych mrozów wielu użytkowników zauważa znaczący wzrost zużycia energii elektrycznej, co wynika z uruchomienia wbudowanej grzałki. Dlaczego tak się dzieje? Oto przyczyny tego zjawiska.
- Wydajność pomp ciepła w niskich temperaturach
- Wyzwania efektywności pomp ciepła zimą
- Wpływ zimna na wydajność pomp ciepła
- Znaczenie termoizolacji w efektywności pomp ciepła
- Izolacja rur a efektywność ogrzewania
- Optymalizacja zużycia energii w mroźne dni
Wydajność pomp ciepła w niskich temperaturach
Systemy ogrzewania typu powietrze-woda pobierają energię z zewnętrznego powietrza. Zwykle charakteryzują się dużą efektywnością, a ich współczynnik wydajności (COP) często wynosi 3–5, co oznacza, że na każde 1 kWh zużytej energii elektrycznej generują 3–5 kWh ciepła. Jednak gdy temperatura powietrza spada poniżej -10°C, ilość dostępnej energii cieplnej maleje, a pompa musi pracować intensywniej, aby zapewnić wymaganą temperaturę w budynku. To prowadzi do obniżenia COP nawet do poziomu poniżej 2, co znacznie zwiększa zużycie energii elektrycznej.
Dodatkowym problemem jest zwiększenie różnicy temperatur między powietrzem a czynnikiem chłodniczym. Im większa różnica, tym trudniejszy jest transport ciepła, co powoduje większe obciążenie sprężarki. Może to prowadzić do jej szybszego zużycia oraz konieczności częstszych prac serwisowych.
W ekstremalnych warunkach temperatura powietrza spada tak nisko, że pompa ciepła osiąga swoje maksymalne możliwości. Wtedy jej wydajność spada do poziomu, na którym nie może już dostarczać wystarczającej ilości ciepła i system automatycznie przełącza się na grzałkę elektryczną.
Wyzwania efektywności pomp ciepła zimą
Większość systemów pomp ciepła posiada wbudowaną grzałkę elektryczną, która uruchamia się automatycznie, gdy urządzenie nie jest w stanie pobrać wystarczającej ilości ciepła z otoczenia. W przypadku bardzo niskich temperatur, na przykład poniżej -15°C, pompa ciepła może nie zapewniać wystarczającej ilości ciepła, dlatego włącza się grzałka oparta na tradycyjnym oporze elektrycznym. Niestety, jej efektywność wynosi tylko 100%, co oznacza, że z 1 kWh zużytej energii dostarcza dokładnie 1 kWh ciepła, co skutkuje znacznie wyższymi kosztami energii elektrycznej.
Dodatkowo, wiele układów grzewczych jest przewymiarowanych, co oznacza, że pompa ciepła musi pracować z większą wydajnością niż rzeczywiste potrzeby budynku. W takich sytuacjach grzałka elektryczna jest używana częściej, ponieważ system grzewczy potrzebuje więcej energii, niż pompa jest w stanie dostarczyć przy niskich temperaturach.
Niektórzy użytkownicy, obawiając się spadku komfortu cieplnego, ustawiają wyższe temperatury w regulatorach pompy ciepła, co prowadzi do częstszego włączania się grzałki. Dlatego warto zoptymalizować ustawienia urządzenia, aby nie marnować energii bez potrzeby.
Wpływ zimna na wydajność pomp ciepła
W warunkach bardzo niskich temperatur oraz wysokiej wilgotności powietrza dochodzi do tworzenia się szronu na wymienniku ciepła w zewnętrznej jednostce. Aby go usunąć, pompa ciepła musi czasowo odwrócić kierunek przepływu czynnika chłodniczego, co chwilowo zmniejsza temperaturę w systemie i zwiększa zużycie energii. Gdy warunki pogodowe są wyjątkowo trudne, cykle odmrażania mogą pojawiać się nawet kilka razy w ciągu godziny, co powoduje dalsze zwiększenie zużycia prądu.
Im więcej lodu odkłada się na wymienniku, tym mniej efektywnie urządzenie pobiera ciepło z powietrza. Jeśli cykle odmrażania nie są wystarczająco efektywne, pompa ciepła może stracić zdolność do efektywnej pracy, a grzałka elektryczna staje się głównym źródłem ciepła.</p> <p>Ponadto, częste odmrażanie zwiększa obciążenie sprężarki, co może skracać jej żywotność i prowadzić do awarii systemu w dłuższym czasie użytkowania.
Znaczenie termoizolacji w efektywności pomp ciepła
Jeśli budynek nie jest odpowiednio izolowany termicznie, to przy dużych mrozach zapotrzebowanie na ciepło szybko rośnie. Pompa ciepła musi pracować na maksymalnych obrotach, by utrzymać zadane temperatury. Razem z mniejszą wydajnością w bardzo niskich temperaturach prowadzi to do większego zapotrzebowania na korzystanie z grzałki elektrycznej.
Dobrze izolowane mury, dach i fundamenty znacząco zmniejszają straty ciepła, co pozwala pompie ciepła działać wydajniej nawet przy ekstremalnym zimnie. W przeciwnym razie duże straty termiczne powodują ciągłe przeciążenie systemu i wyższe wydatki na prąd.
Nie tylko mury, ale również szczelność okien i drzwi ma istotne znaczenie. Nieszczelności mogą prowadzić do przeciągów i lokalnego spadku temperatury wewnątrz, co dodatkowo zwiększa obciążenie systemu ogrzewania.
Izolacja rur a efektywność ogrzewania
Niekorzystne warunki atmosferyczne mogą również prowadzić do utraty ciepła w samym systemie grzewczym. Jeśli rurociągi dystrybuujące ciepło nie są odpowiednio zaizolowane, mogą tracić energię, zanim dotrze ona do punktów odbioru w budynku. Straty ciepła w systemie dystrybucji mogą dodatkowo zwiększać zużycie energii przez pompę ciepła, zwłaszcza gdy temperatura na zewnątrz jest bardzo niska.
Warto inwestować w izolację rur wysokiej jakości oraz unikać długich odcinków przewodów cieplnych, które mogą prowadzić do znacznych strat energii. System grzewczy powinien być odpowiednio zaprojektowany i dostosowany do potrzeb budynku.
Oprócz rurociągów warto zwrócić uwagę na jakość montażu instalacji. Niedokładnie wykonane połączenia mogą prowadzić do strat energii, co w dłuższej perspektywie oznacza wyższe koszty użytkowania.
Optymalizacja zużycia energii w mroźne dni
W czasie silnych chłodów mieszkańcy często zwiększają temperaturę wewnątrz budynku, aby zapewnić sobie wygodę cieplną. Skutkuje to większym obciążeniem pompy ciepła, gdyż musi ona dostarczyć więcej energii do ogrzewania. Taki wzrost zapotrzebowania na ciepło powoduje intensywniejszą pracę urządzenia, co prowadzi do większego zużycia energii elektrycznej.
Jak ograniczyć zużycie energii?
Aby uniknąć nadmiernego zużycia energii elektrycznej w trakcie mrozów, warto zastosować kilka sposobów:
- wybór pompy ciepła dostosowanej do warunków klimatycznych – nowoczesne modele są coraz bardziej odporne na niskie temperatury i mogą efektywnie działać nawet przy -25°C,
- dobra izolacja budynku – im lepiej ocieplone ściany, dach i fundamenty, tym mniejsze potrzeby cieplne,
- użycie bufora ciepła – magazynowanie ciepłej wody pozwala zmniejszyć częstotliwość uruchamiania się grzałki,
- zastosowanie systemu hybrydowego – np. połączenie pompy ciepła z kotłem gazowym, który przejmuje ogrzewanie w skrajnych warunkach,
- kontrola ustawień – warto sprawdzić, w jakich temperaturach uruchamia się grzałka i czy istnieje możliwość jej ograniczenia przy pomocy sterownika pompy,
- ochrona instalacji grzewczej – izolacja rur oraz zastosowanie dodatkowych rozwiązań chroniących przed stratami ciepła.