COP pompy ciepła – co warto wiedzieć o tym wskaźniku?

Sprawność pompy ciepła mierzona wskaźnikiem COP to parametr, który ma niemalże największe znaczenie przy wyliczaniu kosztów ogrzewania za pomocą tego urządzenia.

Co tak właściwie kryje się pod tym skrótem? W jaki sposób wylicza się wskaźnik COP i jakie pompy wykazują najwyższą sprawność grzewczą – na wszystkie te pytania (i wiele innych) odpowiemy w poniższym artykule. Zapraszamy!

Współczynnik COP pompy ciepła – co właściwie oznacza?

W pierwszej kolejności musimy zaznaczyć, że działanie pompy ciepła opiera się na innych zasadach niż spalanie paliw takich jak gaz czy węgiel. Sprawność kotła gazowego wynosi około 99% - co oznacza, że energia zgromadzona w gazie jest prawie w całości „transformowana” na energię grzewczą. Jak więc wytłumaczyć fakt, że sprawność pompy ciepła może wynosić… nawet 500%?

Tutaj więcej na temat działania pomp ciepła. Tłumacząc to jednak w pigułce – pompy ciepła wykorzystują energię elektryczną w celu pozyskania energii z otoczenia, a następnie przekazania jej do ogrzania wody w budynku. Tym samym prąd dostarczany do pompy ciepła nie jest jedynie 1:1 wykorzystywany na wytworzenie energii elektrycznej (inaczej byłoby to tradycyjne ogrzewanie elektryczne), lecz do zasilania podzespołów, które mają za zadanie pozyskać jeszcze więcej energii z otoczenia.

Wzór na COP pompy ciepła wygląda więc następująco: COP = QHP / EEL, gdzie QHP oznacza ciepło oddawane przez pompę, a EEL oznacza energię elektryczną pobraną przez pompę.

Współczesne pompy ciepła potrafią osiągać współczynnik COP nawet na poziomie powyżej 5 (w pewnych warunkach, o czym będziemy pisać w dalszej części poradnika), co czyni obecnie pompy ciepła najoszczędniejszym sposobem ogrzewania budynku. 

Dla porównania sprawność kotła gazowego wynosi 99%, czyli 5 razy mniej niż może wynosić sprawność pompy ciepła.

Jako ciekawostkę warto też wspomnieć, że sam koszt zasilania pompy ciepła prądem może być obniżony – dzięki integracji tego urządzenia grzewczego z instalacją fotowoltaiczną, na co decyduje się coraz więcej właścicieli różnych nieruchomości. Fotowoltaika z pompą ciepła to także jeden wniosek o dotację, rabat od wykonawcy i pewność, że cały system zostanie zaprojektowany od początku z myślą o tej integracji.

Wskaźnik COP posiada jednak pewne istotne ograniczenie. Otóż niektóre pompy posiadają możliwość modulowania mocy – czyli zasilania inwerterowego. Tym samym w sezonie letnim pompa ciepła kosztem wydajności, może pobierać mniejszą ilość prądu. Trzeba więc pamiętać, że wysoki COP nie zawsze jest równoznaczny wysokim oszczędnościom.

H2. Jak sprawdzić COP pompy ciepła?

Wszyscy producenci pomp ciepła podają wskaźniki sprawności grzewczej dla oferowanych urządzeń grzewczych. Powinniśmy znaleźć je w broszurach lub ulotkach produktowych.

Musimy jednak zaznaczyć, że wydajność pomp ciepła nie jest stabilna. Zależy przede wszystkim od temperatury otoczenia w danym momencie oraz temperatury wody w co i cwu.

Warto też wiedzieć, że badanie wydajności pomp ciepła odbywa się na rygorystycznie przestrzeganych zasadach – producenci nie mają tutaj „samowolki”. Jednostki poddawane badaniu są przekazywane do akredytowanych laboratoriów badawczych.

Obecnie powszechnie stosowaną normę do określania wskaźnika COP jest PN-EN14511-1 – w przypadku powietrznych pomp ciepła. Warto jednak wiedzieć, że sprawność pomp ciepła do CWU określana jest według normy PN-EN 16147, natomiast gruntowych pomp – PN-EN 15879.

W ramach wspomnianych badań nie tylko określana jest wydajność, lecz również pobierana moc elektryczna, jak również wskaźnik EER (o którym napiszemy więcej pod kolejnym nagłówkiem).

W tabelach z parametrami pomp ciepła znajdziemy przy wskaźniku COP najczęściej następujące oznaczenia A7/W35, które określają wspomniane wcześniej warunki, w jakich pompa ciepła osiąga daną wydajność. Pierwszy „człon” wskazuje na temperaturę otoczenia, czyli w tym wypadku +7°C, natomiast druga liczba określa temperaturę wody na wylocie – tutaj jest to +35°C.

Literka A oznacza natomiast, że źródłem ciepła jest air ang. powietrze. W przypadku innych pomp oznaczenia wyglądają następująco:

• Grunt - E
• Solanka – B
• Woda – W

Porównując więc wydajność pomp ciepła należy uwzględnić, jakie będzie jego zastosowanie – a mianowicie, czy mamy do czynienia np. z instalacją podłogową czy starymi grzejnikami. W drugim przypadku woda na wylocie może sięgać nawet +60°C, co zdecydowanie obniża wskaźnik COP pompy. Warto w tym miejscu wspomnieć o wysokotemperaturowych pompach ciepła, które są dostosowane do takich warunków, jednak w pierwszej kolejności zastanówmy się, czy nie ma możliwości docieplenia budynku, aby nie musieć kierować aż takiej temperatury na grzejniki.

Zwróćmy uwagę również na inną kwestię – im bardziej „renomowany” producent, tym więcej wskaźników COP znajdziemy w tabelkach z parametrami technicznymi. Pomimo, że są oni zobowiązani do podawania COP-ów przynajmniej dla wody na wylocie +35°C i +55°C, to marki premium wskazują na więcej wartości np. uwzględniając niższą temperaturę otoczenia.  

SCOP, EER – czyli, co warto jeszcze wiedzieć o wydajności pomp ciepła?

Problem ze wskaźnikiem COP polega na tym, że jego wartość określana jest w idealnie zaplanowanych warunkach, a jak wiadomo – pogoda może zmienić się w ułamku chwili. A niejednokrotnie przekonaliśmy się, że wydajność porównywalnych jednostek może różnić się asymetrycznie w innych warunkach.

Wskaźnik SCOP

Właśnie z tego powodu najdokładniejszym wskaźnikiem określającym wydajność pomp ciepła jest SCOP (Seasonal Coefficient of Performance, ang. sezonowa wydajność grzewcza). Jest on miernikiem sprawności pomp ciepła w ciągu całego roku i określany dla klimatu umiarkowanego, jak i zimnego (choć nie zawsze, nawet przez renomowanych producentów – a szkoda, bo Polska znajduje się w klimacie umiarkowanym przejściowym, czyli mniej więcej pomiędzy wartościami dla klimatu umiarkowanego i zimnego). Wskaźnik SCOP niestety również ma swoje ograniczenia, ze względu na różnice w preferowanych temperaturach przez domowników. Jest to więc wciąż szacunkowy wskaźnik i nie da się tego w żaden sposób ominąć.

Szczególnie ze względu na klimat, w którym znajduje się Polska, wskaźnik SCOP zyskuje mocno na znaczeniu. Temperatury w naszym kraju są bowiem zmienne, a tym samym prawdziwa wydajność pompy ciepła wychodzi dopiero po czasie. Ze wskaźnikiem SCOP możesz przewidzieć wydajność w skali sezonu, stąd jest jednym z czynników branych pod uwagę przy ustalaniu naszego rankingu pomp ciepła.

Wskaźnik EER

Warto jeszcze wspomnieć o wskaźniku EER, który podawany jest dla pomp ciepła wyposażonych w funkcję chłodzenia. Z tego prostego powodu jest znany bardziej z klimatyzatorów – jednak pompa ciepła to urządzenie o bardzo zbliżonym działaniu. Można powiedzieć, że EER to po prostu „odwrócony COP”, czyli wydajność chłodzenia dla danej pompy ciepła.

Od czego zależy efektywność pompy ciepła?

Wskaźnik COP fundamentalnie zależny jest oczywiście po prostu od jakości wykonania pompy i użytych w niej komponentów i podzespołów. Oczywiście nie wspominając już drugi raz o docelowej temperaturze na wylocie i temperaturze otoczenia.

Znaczenie ma typ sprężarki, czyli czy zastosowano spiralną (scroll), rotacyjną czy dwu-rotacyjną (twin-rotatory). Uznaje się, że pierwsza z nich zapewnia największą wydajność zwiększania ciśnienia czynnika chłodniczego ze względów konstrukcyjnych – wyróżniają się także większą trwałością. Wpływ ma również zasilanie - inwerterowe zapewnia większą elastyczność, co także oddziałowywuje na współczynnik COP.

COP i SCOP powietrznej pompy ciepła

Wartość dobrego wskaźnika SCOP dla powietrznych pomp ciepła (które dominują obecnie rynek) mieści się w przedziale od 3,80 wzwyż dla temperatury na wylocie +55°C i klimatu umiarkowanego. Charakterystyka (dolnego źródła) sprawia, że wskaźnik COP nie do końca jest wiarygodny, inaczej jest w przypadku pomp ciepła pozyskujących energię grzewczą z gruntu, w którym na głębokości już 1.5 metra panuje w miarę stabilna temperatura przez cały rok.

Warto zaznaczyć, że pompy ciepła powietrzne z tego powodu wygrywają przy dodatnich temperaturach, nie uwzględniając już nawet początkowego ogromnego kosztu wykonania odwiertów dla gruntowych pomp ciepła. Temperatury powyżej 0°C zimą stały się w ostatnich latach standardem na terenie naszego kraju. Trend wzrostu dominacji powietrznych pomp ciepła zdecydowanie zostanie zachowany.

Wydajność powietrznej pompy ciepła maleje natomiast już przy około -10°C – takie temperatury w niektórych regionach Polski „trwają” jednak nawet tylko kilkanaście godzin.

COP i SCOP gruntowej pompy ciepła

Wydajność pomp ciepła gruntowych mierzona jest natomiast według nieco innych standardów EN. Otóż najczęściej spotkamy się z temperaturą otoczenia 0°C-3°C, natomiast wody na wylocie – różnie. Czasem 35°C, a innym razem 40°C lub 50°C czy też 55°C. Trzeba też wiedzieć, że w przypadku gruntowych pomp ciepła bardzo często stosuje się rozwiązanie z dwoma obiegami (dwie sprężarki), tym samym możliwa jest modulacja mocy w zależności od potrzeb użytkowników. To jeszcze bardziej komplikuje sprawę ze względu na różnice w określeniu stałej temperatury na wylocie.

Pompy ciepła o najwyższym COP

Z pewnością interesuje Cię, jakie pompy ciepła posiadają najwyższą wydajność. Dlatego zdecydowaliśmy się na zebranie pomp ciepła o najwyższej mocy, które udało nam się znaleźć w ofertach klientów, w jednym miejscu.

Vaillant aroTherm plus 10 kW

Sezonowa wydajność grzewcza dla tej jednostki wynosi aż 5,03 w klimacie umiarkowanym. Jest to naprawdę świetny wynik, biorąc pod uwagę, że konkurencja dochodzi do wyników nieco ponad 4 w analogicznych warunkach.

Panasonic Aquarea High Performance 3kW split

Trzeba na samym początku zaznaczyć – pompa ciepła niemodulowana o takiej mocy, sprawdzi się wyłącznie w przypadku domów pasywnych. SCOP dla tej pompy wynosi aż 5,06 w klimacie umiarkowanym. Wynik fenomenalny, biorąc pod uwagę, że pompy Panasonica należą do jednych z najtańszych na rynku.

Podsumowanie

Wydajność pomp ciepła to bez wątpienia jeden z najważniejszych parametrów technicznych, które należy brać pod uwagę przy zakupie tego urządzenia grzewczego. Nie zapominajmy jednak o dopasowaniu odpowiedniej mocy pompy, gdyż może okazać się, że pompa o wysokim SCOP pomimo wysokiej wydajności jest przewymiarowana, a tym samym przegra pod kątem oszczędności na rachunkach w zestawieniu z pompą o niższej mocy i niższym SCOP – a na dodatek takie pompy kosztują mniej.