Roczne zużycie prądu przez pompę ciepła powietrze/woda

Rosnące zainteresowanie zastosowaniem pompy ciepła, skłania wiele osób do szukania informacji o zużyciu energii elektrycznej przez to urządzenie. Tymczasem nie jest to aż tak proste zagadnienie, gdyż sami producenci podają takie parametry, jak np. efektywność COP, klasa efektywności, czy chwilowe zużycie energii itd. Dla szacowania rocznego zużycia energii niezbędna jest jednak znajomość efektywności średniorocznej.

Efektywność średnioroczna SCOP pompy ciepła
Efektywność średnioroczną pracy pompy ciepła SCOP określa się jako relację ilości ciepła wytworzonego w ciągu roku QHP (kWh/rok) do ilości zużytej energii elektrycznej EEL (kWh/rok). W warunkach eksploatacyjnych wartość SCOP można określić na podstawie wskazań zużycia energii elektrycznej EEL przez pompę ciepła (odrębny licznik lub funkcja sterownika) oraz licznika ciepła przekazanego z pompy ciepła. Znając zapotrzebowanie ciepła budynku QHP (ogrzewanie pomieszczeń, ciepła woda użytkowa) i przyjmując efektywność SCOP, można określić szacunkowe zużycie energii elektrycznej EEL przez planowaną dla domu pompę ciepła.

Jak oszacować efektywność średnioroczną SCOP pompy ciepła?
Efektywność średnioroczną pracy pompy ciepła SCOP można oszacować, korzystając z kalkulatora on-line. Dostępny jest on w wersji polskojęzycznej na stronie PORT PC (Polska Organizacja Rozwoju Technologii Pomp Ciepła), która została stworzona na bazie wersji niemieckojęzycznej dostępnej na stronie BWP (Bundesverband Wärmepumpe e.V.).
Wersja oryginalna (BWP) zawiera zwiększoną liczbę modeli pomp ciepła i podlega częstym aktualizacjom (obecnie zgodna z VDI4650 Blatt 1
z 03.2019).
Ograniczeniem dla stosowania na potrzeby polskich warunków są zdefiniowane łagodniejsze warunki klimatu w Niemczech z temperaturą zewnętrzną obliczeniową od -10 do -16°C.

Przykład kalkulacji efektywności SCOP – porównanie obliczeń kalkulatorów PL i DE
Przykład kalkulacji efektywności SCOP wykonano dla pompy ciepła powietrze/woda o mocy grzewczej 8,1 kW (A7/W35) – Vaillant aroTHERM VWL 85/2A 230V. Przyjęto zastosowanie w budynku niskoenergetycznym, z ogrzewaniem podłogowym (35/28) podgrzewaniem wody użytkowej (domyślny udział w bilansie pracy pompy ciepła 18%).
W kalkulatorze BWP (wersja DE) całkowita wartość SCOP wyniosła 4,05 (dla c.o. 4,13, dla c.w.u. 3,72). Przyjęto tu temperaturę zewnętrzną -16°C.
W kalkulatorze PORT PC (wersja PL) efektywność SCOP jest niższa i wynosi 3,98 (c.o. 3,94, c.w.u. 4,14), przy czym została tutaj przyjęta niższa temperatura zewnętrzna -20°C.

Szacunkowe zużycie energii przez pompę ciepła powietrze/woda na ogrzewanie domu. Na podstawie wykresu można oszacować jednostkowe zużycie energii przez pompę ciepła w zależności od jej rocznej efektywność SCOP oraz standardu energetycznego domu

Zużycie energii przez powietrzną pompę ciepła w budynku o standardzie WT 2017 i WT 2021
Obliczeń dokonano dla przykładowego domu o powierzchni ogrzewanej 140 m2. Przyjmując, że efektywność SCOP powinna wynieść dla pompy ciepła co najmniej 3,5, zużycie energii elektrycznej dla potrzeb ogrzewania domu o standardzie WT 2017 powinno mieścić się w zakresie od 13 do 20 kWh/m2rok. W domu o standardzie WT 2021 odpowiednio od 9 do 14 kWh/m2rok.
W kalkulacji przyjęto cenę energii elektrycznej w taryfie:
– G11: 0,55 zł/kWh (wg cena-pradu.pl),
– 2-strefowej G12w: ok. 0,45 zł/kWh (średnia cena).

Zużycie energii przez powietrzną pompę ciepła na potrzeby podgrzewania wody użytkowej
Zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła pracującą dla potrzeb podgrzewania ciepłej wody użytkowej będzie niezależne od standardu budynku (WT 2017 lub WT 2021). Zależeć ono będzie od wymaganej ilości wody użytkowej i jej temperatury oraz efektywności SCOP pompy ciepła pracującej w trybie podgrzewania wody. Wartość SCOP można obliczyć, korzystając ze wspomnianych kalkulatorów efektywności SCOP. Zużycie energii dla podgrzewania wody użytkowej należy doliczyć do zużycia energii dla potrzeb ogrzewania budynku.

Zużycie prądu przez pompy ciepła powietrze/woda w rzeczywistych obiektach na podstawie danych dla 50 pomp ciepła z www.waermepumpen-verbrauchsdatenbank.de

Zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła na potrzeby c.w.u. w przybliżeniu można szacować: od 150 do 350 kWh/os. × rok, przeciętnie 230 kWh/os. × rok. Dane uzyskano na podstawie rzeczywistych pomiarów z pracy pomp ciepła typu powietrze/woda, umieszczonych w bazie na stronie internetowej www.waermepumpenverbrauchsdatenbank.de. Do analizy przyjęto wyniki z pracy 50 pomp ciepła. Do analizy przyjęto wyniki z pracy 50 pomp ciepła.

Zużycie prądu przez pompy ciepła powietrze/woda w rzeczywistych obiektach
Na stronie www.waermepumpen-verbrauchsdatenbank.de, umieszczona jest baza danych dla ponad 860 pomp ciepła zastosowanych w domach jednorodzinnych. Pompy te są opomiarowane tak, aby rejestrować zużycie energii elektrycznej oraz ilość wytwarzanego ciepła. Dane zawierają też średnioroczną efektywność SCOP i roczną liczbę godzin pracy. Dla 50 losowo wybranych pomp ciepła powietrze/woda o mocy grzewczej do 10 kW, dokonano podsumowania charakterystycznych parametrów z pracy w 2018 roku – zestawienie w tabeli powyżej.

Etykieta energetyczna i karta energetyczna, a rzeczywiste zużycie energii elektrycznej
Należy zaznaczyć, że obowiązujące obecnie etykiety i karty energetyczne dla urządzeń grzewczych nie mogą stanowić podstawy do określania zużycia energii w rzeczywistych warunkach eksploatacji. Są to wartości uzyskiwane w ściśle określonych warunkach laboratoryjnych (rozporządzenie 811/2013) dla 3 rodzajów klimatu i bez odniesienia do potrzeb grzewczych budynku, jego powierzchni ogrzewanej, itd. Dane te mogą służyć jedynie celom porównawczym np. dla urządzeń o podobnej mocy.

Artykuł pochodzi z portalu EKO-BLOG firmy Vaillant www.eko-blog.pl