Pompy ciepła to urządzenia, dzięki którym możemy korzystać z odnawialnych źródeł energii oraz zmniejszać zużycie paliw kopalnych. Za coraz większą ich popularność odpowiadają właściwości, umożliwiające ich użycie w nowoczesnych technologiach energetycznych – do równoczesnego wytwarzania ciepła i chłodu, a nawet energii elektrycznej. Niedawno zostały przez nas przedstawione najważniejsze parametry, od których zależy końcowe zapotrzebowanie na energię grzewczą i pośrednio również moc grzewcza pompy ciepła, dziś zwrócimy uwagę na podstawowe parametry opisujące konkretne pompy ciepła.

Pompa ciepła przynosi spodziewane rezultaty, tylko gdy jest dopasowana do specyfiki danego budynku. Dlatego wyliczenie odpowiedniej wielkości zapotrzebowania cieplnego budynku jest tak bardzo istotne przy doborze tego urządzenia grzewczego. Pozwala to na wybór odpowiedniej mocy grzewczej, co jest pierwszym krokiem do zapewnienia odpowiedniej i bezawaryjnej pracy całego systemu centralnego ogrzewania. Pompy ciepła, w zależności od rodzaju charakteryzują się ponadto licznymi parametrami, które decydują o sprawności systemu. Chcemy przedstawić i opisać najważniejsze z nich.

Zazwyczaj producenci podają cztery literowe oznaczenia na pompach ciepła. Są to wartości takie jak: moc grzewcza, moc chłodnicza, moc elektryczna oraz współczynnik COP. Kwestia mocy grzewczej została omówiona w poprzednim artykule, kiedy to kładliśmy nacisk na wyjaśnienie od czego zależy zapotrzebowanie energetyczne budynku i jak ono przekłada się za zapotrzebowanie na moc grzewczą konieczną do podgrzania pomieszczeń i wody użytkowej. Wspominaliśmy również, że owo zapotrzebowanie dzielone przez średnioroczny czas pracy pompy ciepła (około 2 000 godzin) daje w rezultacie konieczną moc urządzenia.

Moc grzewcza pompy, Pg – określa energię z jaką sprężarka dostarcza ciepło do instalacji. Wartość ta musi być dobrana jak najdokładniej, ponieważ duże odchylenia w jedną bądź druga stronę mogą nieść za sobą poważne skutki. Urządzenie o niewystarczającej mocy nie będzie w stanie ogrzać budynku, zbyt duża wartość z kolei spowoduje nadmierne zużycie prądu. Z tego powodu przy wyliczaniu zapotrzebowania na moc zaleca się korzystanie z usług profesjonalistów. W zależności od preferencji, dostosowując wartość Pg, można przyjąć dwa warianty. Pierwszy z nich zakłada dobór wartości Pg równy maksymalnemu zapotrzebowania na ciepło. Decydując się na to rozwiązanie mamy pewność, że pompa będzie w stanie skutecznie ogrzewać dom przy najniższych temperaturach panujących na zewnątrz i nie jest wymagane korzystanie z dodatkowych urządzeń grzewczych. Należy jednak zwrócić uwagę, że przy wyższych temperaturach na zewnątrz pompa (szczególnie powietrzna) będzie zużywała więcej energii, ponieważ im większa różnica między dolnym a górnym źródłem, tym mniejsza efektywność pracy. Drugi wariant zakłada wartość Pg na poziomie ok. 70 proc. maksymalnego zapotrzebowania. Wówczas wymagane jest dodatkowe urządzenie grzewcze, którym może być to np. grzałka zintegrowana z pompą lub niezależny system, np. kominek. Rozwiązanie to pozwala zapewnić optymalne koszty eksploatacji.

Niektóre pompy ciepła mogą posiadać funkcję dwukierunkowej pracy, wtedy działają jako klimatyzator w lecie. Takie urządzenia charakteryzuje parametr nazywany mocą chłodniczą, Pch.

Wartość ta informuje o możliwej mocy, z którą sprężarka może maksymalnie pobierać ciepło ze źródła dolnego. Nie jest ona przypadkowa, oblicza się ją jako różnicę między mocą grzewczą a mocą elektryczną urządzenia. Jednak w dużej mierze zależy ona od temperatury zewnętrznej, gdyż również tutaj obowiązuje zależność, że im niższa temperatura na zewnątrz, tym słabsza jest sprawność układu. Jeśli chcemy cieszyć się przyjemnym chłodem w lato, produkowanym przez pompę ciepła, musi zadbać, by wartość mocy chłodniczej była jak największa.

Wspomniana wcześniej moc elektryczna, Pe określa maksymalną ilość energii, jaka wykorzystywana jest przez sprężarkę. Zazwyczaj pobór energii elektrycznej stanowi 25proc. zapotrzebowania energetycznego pompy ciepła. Pozostała część pochodzi ze źródła dolnego, dlatego eksploatacja takiego układu jest znacznie tańsza niż całkowite ogrzewanie energią elektryczną. Im mniejszy wskaźnik Pe, tym tańsza będzie eksploatacja urządzenia.

Ostatnim z podstawowych parametrów opisujących pompę ciepła jest współczynnik efektywności COP. Jego wartość wyraża stosunek mocy grzewczej urządzenia do mocy elektrycznej niezbędnej do jego zasilania. Im wyższą wartość ma COP, tym urządzenie skuteczniej wykorzystuje energię środowiska. Największe współczynniki efektywności posiadają pompy gruntowe, COP sięga w nich średnio wartości 5,0, co oznacza, że aby wytworzyć 5 kWh energii cieplnej oddanej do instalacji grzewczej, pobierają 1 kWh energii elektrycznej, a aż 4 kWh czerpią ze środowiska. Wartość COP charakteryzuje wyłącznie pompę ciepła, a nie całą instalację. Dlatego średnioroczny współczynnik efektywności układu (SCOP) różni się od wartości COP. Różnica ta zależy od jakości dolnego i górnego źródła. W dobrze wykonanym układzie z gruntową pompą ciepła sezonowy współczynnik efektywności SCOP może osiągać wartość powyżej 4,0.

Każdy rodzaj pompy ciepła charakteryzuje się innymi wartościami wymienionych parametrów. Aby odpowiednio dobrać urządzenie musimy optymalizować poszczególne parametry. Najważniejsze jest, by odpowiednio dobrać moc grzewczą urządzenia i spośród dostępnych rozwiązań wybrać pompę ciepła, której pozostałe parametry spełnią nasze oczekiwania, jednocześnie zapewniając warunki jak najtańszej eksploatacji systemu grzewczego.