Co to jest współczynnik COP i dlaczego jest kluczowy przy wyborze pompy ciepła?

Współczynnik COP co to jest – definicja i znaczenie

Współczynnik efektywności pompy ciepła (ang. Coefficient of Performance, COP) określa stosunek ilości wytworzonej energii cieplnej do ilości zużytej energii elektrycznej. Innymi słowy, COP informuje, ile jednostek ciepła (wyrażonych w kW) można uzyskać z jednej jednostki energii elektrycznej (również wyrażonej w kW). Wartość współczynnika COP stanowi bezpośredni wyznacznik efektywności energetycznej pompy ciepła, a to ułatwia obiektywne porównanie różnych modeli urządzeń.

Posłużmy się przykładem. Zakładając, że COP pompy ciepła wynosi 4,0, oznacza to, że za każdy 1 kW zużytej energii elektrycznej, urządzenie jest w stanie dostarczyć 4 kW energii cieplnej. Pozostałe 3 kW pochodzą z energii pozyskanej z otoczenia (powietrza, gruntu lub wody). Im wyższa wartość współczynnika, tym bardziej oszczędna jest praca pompy ciepła, bez szkody dla jej wydajności.

Jak obliczyć COP pompy ciepła?

Formuła obliczenia COP pompy ciepła jest stosunkowo prosta. Wynik uzyskuje się poprzez podzielenie wskaźnika uzyskanej energii cieplnej przez energię elektryczną zużytą w danym momencie.

Możemy to zobrazować na podstawie wzoru, jeżeli:

• QHP oznacza ciepło oddawane przez pompę [J];
• EEL to prąd pobierany przez pompę [J];

Obliczenie będzie wyglądać następująco: COP = QHP / EEL.

W warunkach laboratoryjnych pomiar COP pompy ciepła odbywa się zgodnie z normą PN-EN 14511, która określa standardowe warunki testowe dla różnych rodzajów pomp ciepła.

W tym miejscu wypada przypomnieć, że pompa ciepła powietrze woda wymaga zastosowania parametru oznaczanego zwykle, jako A7/W35, gdzie:

• A7 oznacza temperaturę powietrza zewnętrznego na poziomie 7°C;
• W35 oznacza temperaturę wody zasilającej instalację grzewczą na poziomie 35°C.

Należy podkreślić, że rzeczywista wartość COP w warunkach eksploatacyjnych może różnić się od wartości deklarowanej przez producenta, ponieważ zależy ona od wielu zmiennych, w tym od aktualnych warunków atmosferycznych czy parametrów pracy i rodzaju systemu grzewczego.

COP vs SCOP – różnice

O ile współczynnik COP odnosi się do efektywności pompy ciepła w konkretnym punkcie pracy, o tyle SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) wyznacza średnią efektywność urządzenia w ciągu całego sezonu grzewczego. Krótko mówiąc, SCOP vs COP to zestawienie parametru chwilowego z parametrem długoterminowym, a to ma fundamentalne znaczenie przy ocenie rzeczywistej wydajności urządzenia.

Zrozumienie różnicy pomiędzy tymi dwoma wskaźnikami ma istotne znaczenie przy doborze pompy ciepła. O ile wysoki COP przy temperaturze zewnętrznej 7°C może robić wrażenie, o tyle nie gwarantuje on wysokiej efektywności w przypadku występowania ekstremalnego mrozu. SCOP dostarcza bardziej miarodajnej informacji o rzeczywistej efektywności urządzenia w lokalnych warunkach klimatycznych.

Pompa ciepła może uzyskać COP na poziomie 5,25 w warunkach A7/W35, natomiast jej SCOP dla klimatu umiarkowanego wynosi około 4,48. Różnica wynika z faktu, że efektywność pompy ciepła maleje wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej.

Czynniki wpływające na wartość COP:

• Temperatura źródła ciepła;
• Temperatura czynnika grzewczego;
• Technologia i konstrukcja pompy ciepła.

Temperatura źródła ciepła

Temperatura źródła ciepła (powietrza, gruntu lub wody) ma fundamentalny wpływ na wartość COP pompy ciepła. Im wyższa temperatura źródła, tym efektywniejsza praca urządzenia. Pompa ciepła powietrze woda zareaguje na spadek temperatury zewnętrznej o 1°C obniżeniem COP nawet o 2-3%. Dlatego COP powietrznej pompy ciepła jest najwyższy w okresach przejściowych (wiosna, jesień), kiedy temperatury są relatywnie wysokie.

Temperatura czynnika grzewczego

Temperatura czynnika grzewczego (wody lub glikolu) dostarczanego do systemu grzewczego również znacząco wpływa na współczynnik efektywności pompy ciepła. Im niższa temperatura zasilania, tym wyższy COP. Z tego powodu instalacje niskotemperaturowe, takie jak ogrzewanie podłogowe czy ścienne, są szczególnie korzystne w połączeniu z pompami ciepła.

Technologia i konstrukcja pompy ciepła

Nowoczesne rozwiązania technologiczne (sprężarki inwerterowe, elektroniczne zawory rozprężne czy zaawansowane algorytmy sterowania), pozwalają na uzyskanie znacznie wyższych wartości COP, niż było to możliwe w przypadku starszych konstrukcji. Pompa ciepła Hitachi wykorzystuje technologię inwerterową umożliwiającą płynną modulację mocy, osiągając wyższy współczynnik COP pompy ciepła w zmiennych warunkach pracy.

Poznaj nasze produkty

Technologia pomp ciepła HITACHI zapewnia ogrzewanie budynku oraz podgrzewanie ciepłej wody użytkowej z energii odnawialnej. Szukasz pomp ciepła w najlepszej cenie? Świetnie!

Sprawdź naszą ofertę

Wartości COP dla różnych typów pomp ciepła

Pompy ciepła powietrze-woda

Pompa ciepła powietrze woda stanowi obecnie najpopularniejszy typ pomp ciepła na rynku, głównie ze względu na relatywnie niskie koszty instalacji i uniwersalność zastosowania. COP powietrznej pompy ciepła typowo waha się od 2,5 do 5,0 w zależności od warunków pracy i jakości urządzenia. Modele pompa ciepła Hitachi z serii Yutaki M osiągają wartości COP sięgające 4,90 w standardowych warunkach pomiarowych.

Pompy ciepła gruntowe

Pompy ciepła wykorzystujące grunt jako źródło energii charakteryzują się wyższymi i bardziej stabilnymi wartościami COP, zazwyczaj w przedziale 4,0-5,5. Wynika to z faktu, że temperatura gruntu na odpowiedniej głębokości pozostaje relatywnie stała przez cały rok, niezależnie od warunków atmosferycznych. Jednakże koszt instalacji systemu kolektorów gruntowych jest znacząco wyższy niż w przypadku rozwiązań powietrznych.

Pompy ciepła woda-woda

Pompy ciepła pobierające energię z wód gruntowych osiągają najlepszy COP pompy ciepła, sięgający nawet 6,0-7,0. Wysoka i stabilna temperatura wód podziemnych (zazwyczaj 8-12°C) zapewnia doskonałe warunki pracy. Jednak tego typu instalacje wymagają spełnienia określonych warunków geologicznych i hydrogeologicznych, a także uzyskania stosownych pozwoleń.

COP a koszty ogrzewania

Chociaż początkowy koszt zakupu i instalacji pompy ciepła jest wyższy niż w przypadku konwencjonalnych systemów grzewczych, wyższy współczynnik COP pompy ciepła przekłada się na niższe koszty eksploatacji. Analizując relację COP a koszty ogrzewania, należy uwzględnić:

• Całkowity koszt inwestycji;
• Przewidywane roczne oszczędności w porównaniu z alternatywnymi systemami grzewczymi;
• Prognozowane wzrosty cen różnych nośników energii;
• Potencjalne dotacje i ulgi podatkowe.

Jak zwiększyć COP pompy ciepła?

Istnieje szereg metod pozwalających na zwiększenie efektywności systemu z pompą ciepła:

1. Współczynnik efektywności pompy ciepła można zwiększyć poprzez dobór niskotemperaturowego systemu dystrybucji ciepła (ogrzewanie podłogowe, ścienne, grzejniki niskotemperaturowe).
2. Właściwe oszacowanie wydajności pompy ciepła – urządzenie przeszacowane będzie pracować w trybie cyklicznym (taktowania);
3. Zastosowanie bufora ciepła, który ogranicza częstotliwość włączeń i wyłączeń pompy ciepła;
4. Regularne serwisowanie urządzenia, w tym czyszczenie wymienników ciepła;
5. Optymalizacja nastaw krzywej grzewczej i innych parametrów sterowania.

Specjaliści zalecają ogrzewanie podłogowe, operujące na relatywnie niskich temperaturach zasilania (typowo 30-35°C). Niższa temperatura zasilania przekłada się na wyższy współczynnik COP pompy ciepła. Na przykład, pompa ciepła Hitachi z serii Yutaki S osiąga COP na poziomie 5,25 przy temperaturze zasilania 35°C, natomiast przy temperaturze 45°C (typowej dla grzejników) wartość ta spada do około 4,0.

Podkreślmy, że oprócz COP mierzonego w standardowych warunkach, istotny jest także wskaźnik SCOP, uwzględniający zmienne warunki atmosferyczne w całym sezonie grzewczym.

Wybierając pompę ciepła, warto skonsultować się ze specjalistami. Eksperci Hitachi służą profesjonalnym doradztwem w zakresie doboru i konfiguracji systemu, co pozwala na maksymalizację korzyści, na co istotny wpływ ma najlepszy COP pompy ciepła.

Nie czekaj – zainwestuj w przyszłość już dziś! Skontaktuj się z autoryzowanym przedstawicielem Hitachi, aby uzyskać szczegółowe informacje na temat dostępnych rozwiązań i dobrać system idealnie dopasowany do Twoich potrzeb. Wysoki współczynnik COP pompy ciepła to nie tylko oszczędności finansowe. To także Twój wkład w ochronę środowiska naturalnego.