Jak dobrać moc pompy ciepła?

Czym jest moc pompy ciepła?

Moc pompy ciepła, mierzona w kilowatach, określa zdolność pompy do przekazywania ciepła z tzw. źródła dolnego do górnego. Mówiąc inaczej jest to ilość ciepła jaką dana pompa ciepła może dostarczyć do budynku w określonym czasie. Dobór odpowiedniej mocy jest kluczowy. Zbyt mała po prostu nie poradzi sobie z ogrzaniem budynku. Za duża sprawi, że cała instalacja stanie się mniej opłacalna.

Pompy ciepła działają na zasadzie podobnej do lodówek lub chłodnicy w samochodzie – przy pomocy sprężarki zmieniają temperaturę czynnika, który następnie modyfikuje temperaturę w pomieszczeniu. W przypadku pomp ciepła główne zadanie polega na ogrzaniu pomieszczeń. Temperatura pobierana przez tzw. czynnik grzewczy z powietrza znajdującego się na zewnątrz lub z gruntu (czasami również z wody) jest podnoszona dzięki określonemu wkładowi energii. Producenci wielu urządzeń oferują możliwość chłodzenia dzięki odwróceniu procesu. Dodatkowo pompa może podgrzewać wodę użytkową. Wszystkie te funkcje trzeba brać pod uwagę sprawdzając moc pompy grzewczej.

Zależnie od budowy pompy, źródła dolnego i zużywanego prądu pompa będzie miała większą lub mniejszą moc grzewczą. Dobrze, jeżeli wyższa moc nie wynika wyłącznie z wyższego zużycia prądu (o czym informuje współczynnik COP).

Co decyduje o zapotrzebowaniu na ciepło?

Zanim dobierzemy moc pompy dla konkretnego budynku musimy wziąć pod uwagę nie tylko parametry urządzenia, ale zapotrzebowanie. Na to ostatnie składa się kilka czynników:

1. potrzeby i preferencje użytkowników
2. charakterystyka instalacji grzewczej i budynku
3. lokalne warunki klimatyczne

Do pierwszych zaliczamy nie tylko pożądaną temperaturę w domu, ale sposób wykorzystania pompy ciepła. Czy ma ona służyć do ogrzewania budynku zimą? Czy również do chłodzenia w upały? Czy ta sama pompa ciepła ma być wykorzystana do podgrzewania wody?

Drugi punkt obejmuje powierzchnię i standard budynku oraz jakie jest rozwiązanie techniczne odbiorników ciepła. Czy pompa będzie podgrzewała wodę w grzejnikach? Zasilała ogrzewanie podłogowe? A może zapewniała ciepłe i zimne powietrze w przewodach wentylacyjnych?

Poza tymi kluczowymi pytaniami trzeba sobie odpowiedzieć na pytanie jakie są warunki klimatyczne w danym miejscu. Ta sama pompa świetnie poradzi sobie z włoską zimą (ostatnio również z polską w większości kraju), ale nie ze skandynawską. Jest to szczególnie ważne przy zakupie pompy powietrznej, która musi pozyskać ciepło bezpośrednio z otoczenia wokół budynku. W przypadku obszarów szczególnie zimnych warto rozważyć zamontowanie kolektora gruntowego pionowego. Musimy też wiedzieć czy pompa będzie jedynym źródłem ciepła czy zastosujemy system hybrydowy (piec gazowy, kominek z płaszczem wodnym itp.).

Jak dobrać moc pompy ciepła?

Standard budynku

Najlepszym rozwiązaniem, stosowanym przez profesjonalistów, jest skupienie się najpierw na budynku i pożądanych rozwiązaniach grzewczych. Istnieją pewne zalecane parametry dla konkretnych powierzchni i standardów budynku. Dobrze jest jednak mieć specjalistę, który wyliczy moc pompy dla konkretnego użytkownika. W tych wyliczeniach bierze się pod uwagę:

• wiek budynku
• rodzaj izolacji
• powierzchnię, która będzie ogrzewana.

Warto pamiętać, że pozostawienie dużej części budynku bez ogrzewania znacząco obniża efektywność systemu grzewczego. Jeżeli kubatura pomieszczeń wyraźnie odbiega od standardów, to też ma wpływ na efektywność ogrzewania. Wyobraźmy sobie jak może działać obieg ciepła z ogrzewania podłogowego w wysokim pomieszczeniu z antresolą sypialną i dużymi oknami, np. na wysokość dwóch kondygnacji. Dla porównania rozmieśćmy tę samą podłogówkę, na takiej samej powierzchni w domu parterowym o tradycyjnych wymiarach. Nie trzeba robić dokładnych obliczeń, żeby od razu zrozumieć różnice w zapotrzebowaniu na energię.

Poza wyjątkami wykorzystuje się jednak standardowe wyznaczniki zapotrzebowania na metr kwadratowy:

• 10 W/m2 – nowoczesne domy pasywne
• 50-70 W/m2 – nowoczesne domy niskoenergetyczne
• 70 W/m2 – domy ze standardową izolacją
• 100-120 W/m2 – starsze budynki z izolacją

Z tego łatwo wywnioskować, że przeciętny dom ze standardową izolacja, o powierzchni 100 m2, będzie potrzebował pompy o mocy około 7 kW.

Moc, COP i SCOP

Przed kupieniem pompy ciepła koniecznie musimy zwrócić uwagę na współczynnik COP (wydajność grzewcza). To on decyduje o tym jaka jest faktyczna wydajność pompy. Jeżeli pompa ma być rozwiązaniem lepszym niż chociażby piec elektryczny, to nie prąd powinien być w niej głównym źródłem ciepła.

COP jest współczynnikiem obliczanym na podstawie stosunku ciepła oddawanego przez pompę (QHP) do energii elektrycznej zużytej do jego oddania (EEL). Żeby mieć jakieś pojęcie o skali – dobry COP pomp powietrznych mieści się między 3,5 a 4. Wydajne pompy gruntowe mogą mieć nawet COP 5. Jak to czytać?COP 4 oznacza, że na 1 kW wyprodukowanego ciepła zużyte zostaje 0,25 kW energii elektrycznej. Jeżeli mamy pompę ciepła o mocy 6 kW i COP 4, to zużycie energii na dostarczenie tej ilości ciepła wynosi 1,5 kW -  bardzo oszczędnie.

Jedyny problem z COP jest taki, że to dane producenta, wyliczane dla idealnych warunków. SCOP (sezonowa wydajność grzewcza) mówi nam bardziej dokładnie jak pracuje pompa w ciągu roku w klimacie umiarkowanym.