Efektywność pomp ciepła wyznaczana jest
w pierwszej kolejności w laboratoriach – dla ściśle określonych warunków pracy. W ten sposób wyliczane są tak zwane współczynniki COP (Coefficient
of Performance).
Dzięki tym wartościom możliwe
jest w sposób znormalizowany porównanie różnych
modeli pomp ciepła między sobą. Określenie współczynników COP umożliwia również obliczenie tak
zwanych sezonowych współczynników efektywności
(SCOP), przy użyciu konkretnych, planowanych parametrów działania instalacji. A dzięki tym wskaźnikom możliwe jest oszacowanie na przykład oczekiwanych kosztów rocznych działania przyszłej instalacji.
Ostatnim sposobem wyznaczania efektywności
pomp ciepła są pomiary w rzeczywistych warunkach pracy, przez określony czas (najczęściej jeden rok). I właśnie te wartości, nazywane najczęściej SPF (Seasonal Performance Factor), mówią o rzeczywistej efektywności uzyskanej przez konkretną instalację.
Efektywność pomp ciepła w warunkach rzeczywistych
Instytut Fraunhofera ISE przebadał w ciągu ostatnich 20 lat około 300 instalacji pomp ciepła w rzeczywistych warunkach działania, obliczając jednocześnie ich efektywność. W zaprezentowanej tabeli (tab. 1) przedstawiono wyniki z dwóch projektów dotyczących istniejących budynków (w odróżnieniu od budynków nowo budowanych).
Powody zróżnicowania wyników.
Projekty te zostały przeprowadzone z około 10-letnim przesunięciem czasowym. Z tego powodu poprawę wartości średniej efektywności na przykład dla gruntowych pomp ciepła: z 3,3 na 4,1, częściowo wytłumaczyć można rozwojem technologicznym pomp ciepła. Kolejnym powodem jest odmienny standard energetyczny badanych budynków.
Budynki w pierwszym projekcie w większości nie były poddane termomodernizacji, a w 90% z nich rozprowadzenie ciepła w pomieszczeniach realizowane było poprzez grzejniki. W drugim projekcie wprawdzie wszystkie badane budynki miały pomiędzy 15 a 150 lat, ale niektóre z nich poddane były wcześniejszej częściowej lub całkowitej termomodernizacji.
Wszystkie wartości efektywności w obu projektach obliczane były z uwzględnieniem obu trybów pracy pompy ciepła – ogrzewania pomieszczeń oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej.
W bilansowaniu uwzględniano również energię elektryczną potrzebną do ewentualnej pracy grzałek elektrycznych. Ogólny obraz na podstawie uzyskanych wyników. W okresie od czerwca 2018 roku do lipca 2019 roku powietrzne pompy ciepła uzyskały wartości efektywności pomiędzy 2,5 a 3,8. Wartość średnia wyniosła 3,1. Dwa najlepsze wyniki uzyskane w budynkach po pełnej termomodernizacji nie zostały uwzględnione przy obliczaniu wartości średnich. Z kolei 12 instalacji z gruntowymi pompami ciepła uzyskało wartość średnią 4,1, przy przedziale od 3,3 do 4,7. Najniższa wartość 1,8 nie została uwzględniona przy obliczaniu wartości średniej. Uzyskane wartości wskazują na dobre działanie pomp ciepła w istniejących budynkach. Znaczenie uzyskanych wyników, zarówno pod względem ekologicznym, jak i ekonomicznym, omówione zostanie w kolejnych rozdziałach poradnika.
Efektywność a maksymalna temperatura zasilania.
Przedstawione wcześniej wartości średnie efektywności badanych instalacji pozwalają jedynie na bardzo ogólny obraz działania pomp ciepła. Przykład bardziej dogłębnej analizy przedstawiono w zaprezentowanym diagramie (rys. 2). Przedstawia on wyniki efektywności 41 instalacji powietrznych pomp ciepła działających w trybie ogrzewania pomieszczeń. Dla każdej z instalacji przedstawiono uzyskaną efektywność w zależności od (dziennej) maksymalnej temperatury zasilania. Trzy kolory symbolizują różne systemy rozprowadzenia ciepła. Kolor pomarańczowy to budynki z grzejnikami, kolor niebieski to systemy z ogrzewaniem podłogowym, a zielony symbolizuje układy mieszane. W pierwszej kolejności rozpoznać można generalną zależność – im niższa temperatura zasilania, tym wyższa efektywność. Zasady teoretyczne zostały więc potwierdzone w praktyce. Potwierdzone zostało również drugie ogólne twierdzenie – systemy grzewcze z ogrzewaniem podłogowym osiągają tendencyjnie wyższą efektywność niż systemy z grzejnikami. Interesujący jest jednak fakt, że widoczny rozkład nie jest jednoznaczny. Większość wyników leży pomiędzy wartościami efektywności 3,0 i 4,0. Wartość średnia wszystkich instalacji to 3,3. Zarówno systemy z grzejnikami, jak i te z ogrzewaniem podłogowym uzyskały podobne wartości. Inaczej patrząc, siedem instalacji z grzejnikami pracujących z podobnymi temperaturami zasilania na poziomie około 48°C uzyskało efektywność pomiędzy 1,5 i 3,8. Jest to bardzo duży rozstrzał wskazujący na inne wpływy na efektywność niż jedynie temperatura zasilania. Przykładowo dwie instalacje, które uzyskały „podejrzanie” niską efektywność – około 1,5, to pompy ciepła starszej daty, mające jednocześnie niskie wartości współczynników COP. Decydującym aspektem w tych dwóch przypadkach były jednak błędy projektowe i instalacyjne, które spowodowały w konsekwencji wadliwe działanie pompy ciepła i duży udział grzałek elektrycznych. Przedstawione wyniki wskazują na to, że temperatura zasilania nie jest aspektem decydującym o efektywności pomp ciepła. Jest to pocieszające dla instalacji, w których stosunkowo wysoka temperatura zasilania jest niezbędna. Również w tych instalacjach możliwe jest uzyskanie dobrej efektywności.
Dobre wyniki już dziś Wyniki badań potwierdzają, że pompy ciepła jako urządzenia grzewcze mogą dobrze działać również w istniejących budynkach. Badane urządzenia działały najczęściej bez problemów technicznych. Usterki zdarzały się bardzo rzadko. Na korzyść instalacji z pompami ciepła przemawia również to, że w ostatnich latach zaobserwować można intensywny rozwój technologiczny tych urządzeń, który będzie z pewnością kontynuowany dzięki innowacyjnym rozwiązaniom. Podsumowując należy powiedzieć, że wyniki uzyskiwane przez pompy ciepła już dziś należy uznać za (co najmniej) dobre.
Informacje uzyskane dzięki PORTPC
You must be logged in to post a comment.