- Zračna toplotna črpalka - kaj določa njeno učinkovitost
- Primerjava delovanja toplotne črpalke
- Kaj je COP in kaj pomeni?
- COP toplotnih črpalk zemlja in zrak
- Sezonski koeficient učinkovitosti toplotnih črpalk SCOP (SPF)
- Toplotne črpalke niso vredne prevelike velikosti
Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!
COP in SCOP sta najpomembnejša parametra, ki se uporabljata za oceno učinkovitosti toplotnih črpalk - višji ko je COP, boljša je črpalka. Če želite plačati naložbo v črpalko in prihraniti pri stroških ogrevanja, morate izbrati toplotno črpalko z dobrimi COP in SCOP – kaj so in kako se merijo?
COP, ki je pri toplotnih črpalkah enak izkoristku pri ogrevalnih kotlih, izraža razmerje med količino toplote, ki jo odda črpalka, in količino energije, običajno električne energije, porabljene za njeno napajanje. Tista z višjim COP od obeh toplotnih črpalk potrebuje manj električne energije za proizvodnjo enake količine toplote.Tako lahko učinkoviteje uporablja energijo, črpano iz okolja.
Zračna toplotna črpalka - kaj določa njeno učinkovitost
Učinkovitost toplotne črpalke zračni vir je med drugim odvisna od algoritma, ki krmili sistem odmrzovanja uparjalnika. V najpreprostejših modelih se v rednih intervalih vklopi za nekaj minut. Precej boljši energijski učinek dosežemo z bolj zapletenim sistemom krmiljenja - upoštevajoč temperaturo uparjalnika in okolice. Je pa dražji, zato se uporablja samo v napravah višjega cenovnega razreda. Zanimivo je, da proizvajalci toplotnih črpalk včasih lansirajo naprave s premalo razvitimi sistemi odtaljevanja.
Nepravilno nameščen odvod kondenzata, premajhna površina grelnih elementov ali njihova nepravilna namestitev povzročijo, da kondenz, ki teče iz uparjalnika med odtaljevanjem, ponovno zamrzne, preden zapusti hladilnik. Nato lahko ovirajo gibanje ventilatorja, ki prisili pretok zraka skozi uparjalnik, naprava pa sporoči okvaro.Do te situacije pogosto pride zaradi nestrokovne montaže, res pa je tudi, da se zaporedne generacije istih modelov toplotnih črpalk včasih razlikujejo v rešitvi sistema odmrzovanja, ker proizvajalec priznava, da je bil premalo razvit.
Primerjava delovanja toplotne črpalke
Kdor razmišlja o uporabi toplotne črpalke, računa na to, da bo poleg udobja zagotovila nizke stroške ogrevanja hiše. To je odvisno od njegove učinkovitosti. Parameter, ki omogoča primerjavo delovanja toplotnih črpalk, je COP. Odvisna je od temperature medija, od katerega črpalka prejema toploto (spodnji vir toplote) in temperature medija, ki mu jo vrača (zgornji vir toplote), to je temperatura tal ali zraka in temperatura dovoda ogrevanja. sistem oz. COP je trenutna vrednost – spreminja se z vrednostmi temperature. Poenostavljeno povedano pa lahko predpostavimo, da sta temperatura dovoda inštalacije in temperatura tal konstantni, saj med kurilno sezono nihata le za nekaj stopinj.
Določanje učinkovitosti zemeljske črpalke pod to predpostavko je preprosto. Predpostavimo, da je povprečna temperatura tal 0oC in preizkusite napravo, ki prejema toploto iz medija pri tej temperaturi, tako da izmerite porabo električne energije med dovajanjem toplote mediju pri 35oC (optimalno za instalacijo na toplotno črpalko) in količino prenesene toplotne energije (toplote). Količina toplote se deli s količino porabljene električne energije, da dobimo COP.
Kaj je COP in kaj pomeni?
COP toplotnih črpalk zemlja-voda je višji od zračnih črpalk in doseže 5,0. To pomeni, da kakovostna toplotna črpalka potrebuje le 1 kWh električne energije za proizvodnjo 5 kWh toplotne energije, ki se prenese v napeljavo. Uporablja ga za napajanje kompresorja. Preostalih 4 kWh je brezplačna energija, črpana iz spodnjega vira toplote. COP je odvisen od temperature spodnjega vira toplote, torej pri črpalkah zemlja-voda - zemlja ali voda, pri zračnih črpalkah pa zunanji zrak.Čeprav se spreminjajo med delovanjem toplotne črpalke, velja določena vrednost COP samo za eno nastavljeno točko, določeno za njihove specifične vrednosti (npr. 2/35oC, kjer je 2 temperatura slanice , a 35 - temperatura dovoda ogrevalnega sistema). Zato COP ni popoln kazalnik. Proizvajalci v tehničnih podatkih toplotnih črpalk običajno navedejo njeno vrednost, določeno v posebnih pogojih, običajno po standardu PN-EN 14511. Pogosto je to najvišja vrednost, ki je le redko dosežena med normalnim delovanjem. Primerjava različnih toplotnih črpalk je smiselna le na podlagi njihovih COP, določenih pod enakimi pogoji.
COP toplotnih črpalk zemlja in zrak
Pri sodobnih toplotnih črpalkah zemlja-voda za enodružinske hiše je COP 4,3-4,9 pri zgoraj opisanih pogojih, odvisno od dovršenosti zasnove črpalke. Vrednosti, dobljene v delovnih pogojih (s spreminjajočo se temperaturo), so blizu tistim, ki jih zagotavljajo proizvajalci (pod pogojem, da je temperatura v ogrevalnem sistemu 35oC), še posebej, če črpalka sprejema toploto iz zemlje s pomočjo globoko nameščenih navpičnih sond.Če so cevi položene vodoravno na majhni globini, je temperatura na koncu kurilne sezone nekaj stopinj nižja kot na začetku, kar pomeni zmanjšanje učinkovitosti črpalke za 10-20%. Določanje zanesljivega koeficienta učinkovitosti zračne črpalke ni preprosto zaradi velikih sprememb temperature zraka. Sprememba za nekaj stopinj pomeni spremembo COP do 20 % in takšna nihanja se pojavijo v nekaj urah.
Na primer COP ene od zračnih črpalk, ki segreje vodo na 35oC z energijo, prejeto iz zraka pri 7oC je 4, 8, vendar pri delovanju pri -7oC le 3,4 in pri -15oC samo 3. Informacije o COP za več temperaturnih vrednosti omogoča primerjavo delovanja posameznih modelov naprav (pod pogojem, da se upošteva COP, dobljen pri isti temperaturi spodnjega in zgornjega vira), vendar je malo uporaben za oceno stroškov delovanja zračne črpalke.
Sezonski koeficient učinkovitosti toplotnih črpalk SCOP (SPF)
Bolj zanesljiv kot COP je sezonski koeficient učinkovitosti SPF ali SCOP, ki določa razmerje med količino energije, prenesene v ogrevalni sistem v celotni ogrevalni sezoni, in električno energijo, ki jo v istem obdobju porabi toplotna črpalka . Ker upošteva spreminjajoče se pogoje delovanja, vam omogoča natančnejšo oceno obratovalnih stroškov. V dobro izdelanem sistemu s toplotno črpalko zemlja-voda je lahko sezonski koeficient učinkovitosti SCOP nad 4,0. Na podlagi vrednosti SCOP je naprava razporejena v določen energijski razred. Informacije o njem najdete na energijski nalepki. Nalepke za toplotne črpalke za ogrevanje prostorov označujejo energijski razred za standardno temperaturo dovoda ogrevanja 35oC in 55oC.
Toplotne črpalke niso vredne prevelike velikosti
Vsaka kurilna naprava bi morala biti dobro prilagojena pogojem, v katerih naj bi delovala, še posebej, ko je - tako kot toplotna črpalka - draga in občutljiva na nihanje pogojev napajanja in parametrov sprejemne instalacije.Osnova za izbiro toplotne črpalke naj bo projekt, ki vsebuje izračune toplotnih potreb hiše in potrebne podatke o izbrani vrsti in velikosti spodnjega toplotnega vira črpalke, vrsti in parametrih ogrevalnega sistema v hiši. zgradbo in po potrebi potrebo po hlajenju ter način priprave tople sanitarne vode in njeno porabo. Izbrana ogrevalna moč toplotne črpalke mora biti blizu toplotnim zahtevam stavbe, po možnosti izračunana v skladu s poljskim standardom PN-EN 12831 za minimalno temperaturo v klimatskem območju, v katerem naj bi delovala. Če natančna vrednost povpraševanja ni znana (npr. v posodobljeni hiši), jo lahko ob začetni izbiri toplotne črpalke ocenimo na podlagi podatkov o energijskem standardu stavbe (način izolacije sten, tal). in strehe, vrsto lesene konstrukcije, velikost zasteklitve in vrsto uporabljenega prezračevanja - mehansko z rekuperacijo ali gravitacijo) in velikost površine, ki jo ogrevamo. Izračuni so narejeni za ekstremne razmere (najnižja temperatura v določenem klimatskem pasu), medtem ko je - kot izhaja iz dolgoletnih opazovanj - večji del ogrevalne sezone temperatura višja, zato so toplotne izgube in posledično poraba električne energije dejansko nižje. .Zato ima lahko končno izbran model toplotne črpalke nekoliko manjšo moč od izračunane (do 20%). Ta vrednost bo zadostovala za večji del ogrevalne sezone s temperaturami do približno -10°C. V najhladnejših dneh - če se sploh zgodijo - se bo vklopil grelec. Poraba energije toplotne črpalke, podprte z grelnikom, je nižja kot pri močnejši črpalki, ki dlje časa deluje v pogojih nižjega povpraševanja po toploti, pri čemer dosega nizek izkoristek. To je boljša rešitev kot izbira - "za vsak slučaj" črpalke z večjo močjo, kot je potrebno.
Prevelika toplotna črpalka bo dražja in bo delovala negospodarno (razen pri napravah z inverterjem). Cikli kompresorja bodo kratki in pogosti (komponente se bodo obrabile hitreje) in poraba energije bo skokovito narasla ob zagonu, večji ko bo kompresor. Pri predimenzionirani zemeljski črpalki ne bo dražja samo naprava, ampak tudi nižji toplotni vir (zemeljski toplotni izmenjevalnik), katerega velikost narašča premosorazmerno z močjo.Delovanje prevelike toplotne črpalke lahko stabiliziramo tako, da v instalacijo vgradimo vmesni hranilnik, ki akumulira zalogo ogrevane vode, vendar tak rezervoar instalacijo podraži še za nekaj tisoč zlotov.