Sprawność pompy ciepła – COP, obliczenia i metody poprawy

Jak określić sprawność pompy ciepła? Podstawowym sposobem jest wyliczenie współczynnika COP. Dowiedz się, jak wyglądają obliczenia, co wpływa na wartość tego parametru i w jaki sposób spieniony polipropylen (EPP) może zwiększyć efektywność urządzenia.

Co oznacza współczynnik COP?

Coefficient of Performance (COP, pol. współczynnik wydajności) to najważniejszy parametr pompy ciepła, który opisuje jej efektywność, czyli zdolność przekształcania energii trafiającej do urządzenia na energię cieplną. Co do zasady, im wyższy jest COP, tym lepiej – oznacza to, że pompa ciała pracuje w wydajniejszy, a tym samym w bardziej ekonomiczny sposób. Przed wyborem konkretnego urządzenia warto porównać przede wszystkim wartość tego parametru, a także zapoznać się z metodą wyliczania współczynnika. Na jego wysokość wpływa wiele czynników związanych z konstrukcją pompy – jednym z nich jest charakterystyka wykorzystanych materiałów.

Zobacz też: Inżynieria materiałowa – dlaczego jest tak ważna w branży HVAC?

Sprawność pompy ciepła w zależności od temperatury

Pompa ciepła ustawiona przy ścianie budynku.

Co ważne, wartość współczynnika COP w realnym użytkowaniu nie jest stała, co wpływa także na rzeczywistą sprawność pompy ciepła. Jego wysokość zmienia się wraz z warunkami użytkowania urządzenia – kluczowe znaczenie ma tutaj różnica między temperaturą otoczenia a docelową temperaturą w pomieszczeniu. Z tego względu producenci zazwyczaj podają COP dla określonych temperatur (standardem jest temperatura otoczenia na poziomie 7°C i temperatura wyjściowej wody 35°C). W katalogach można spotkać się jednak także z poziomami COP dla innych wartości – w polskich warunkach klimatycznych warto zwrócić uwagę zwłaszcza na wydajność w ujemnych temperaturach.

Sprawność pompy ciepła powietrze-powietrze a sprawność gruntowej pompy ciepła

Ważnym czynnikiem dla efektywności pompy ciepła jest rodzaj urządzenia. Z reguły pompy gruntowe odznaczają się wyższą wartością współczynnika COP – jego typowa wysokość to 5, podczas gdy dla pomp powietrze-powietrze jest to zazwyczaj wynik w okolicach 3. Przy wyborze konkretnego sprzętu należy jednak uwzględnić uwarunkowania w danej lokalizacji, które mogą zadecydować o tym, jaki typ pompy sprawdzi się najlepiej.

Warto wziąć pod uwagę, jaki wpływ na sprawność powietrznej pompy ciepła ma wilgotność powietrza. Im jest ona niższa, tym mniejsza jest efektywność urządzenia. Z tego względu pompy tego typu mogą być gorszym wyborem w miejscach, gdzie w zimowych miesiącach panują intensywne mrozy.

Sprawność pompy ciepła – obliczenia

Jak obliczyć sprawność pompy ciepła? COP można określić, dzieląc wartość ciepła oddawanego przez pobieraną energię elektryczną. Obydwa z tych parametrów dotyczą energii; oznacza to, że są one podawane w tych samych jednostkach, przez co wynik (współczynnik COP) jest zwykłą liczbą, bez konkretnej jednostki. Możemy także spotkać się z zapisami, takimi jak „3:1” czy „5:1”, jak również z wartościami podanymi w procentach. Jak wygląda to w praktyce? Jeśli efektywność pompy ciepła wynosi 5, oznacza to, że każdy 1 kW energii elektrycznej pozwoli na wytworzenie ciepła o wartości 5 kW. Dokładne wytyczne w zakresie wyliczania COP są zawarte w normie PN-EN 14511, która zastąpiła stosowany wcześniej standard PN-EN 255.

Izolacja z tworzywa sztucznego a sprawność pompy ciepła 

Elementy pompy ciepła wykonane z poliprolylenu spienionego.

Firmy wytwarzające pompy ciepła stawiają na szereg różnorodnych rozwiązań w konstrukcji urządzeń. Poszczególne materiały mogą odznaczać się zupełnie różnymi wynikami w kwestii izolacyjności, co ma spory wpływ na końcową efektywność pompy. Kluczowe znaczenie ma współczynnik przewodzenia ciepła tworzyw stosowanych do produkcji elementów przekazujących ciepło. Im jest on niższy, tym lepiej. Korzystne właściwości w tym zakresie oferują m.in. tworzywa sztuczne, takie jak polipropylen spieniony (EPP). W jego przypadku współczynnik przewodzenia ciepła oscyluje w granicach 0,039 W/mK. Dzięki temu komponenty tworzone z EPP odznaczają się bardzo dobrą izolacyjnością cieplną. Do tego dochodzi także skuteczna izolacja akustyczna.

Części z EPP znajdują szerokie zastosowanie w różnych systemach z zakresu ogrzewania, wentylacji i wymiany ciepła. Dodatkową zaletą tego tworzywa jest bardzo niska waga, która przekłada się na łatwiejszy montaż urządzeń, bardziej opłacalny transport i mniejszy wpływ różnych procesów na środowisko naturalne. W pompach ciepła spieniony polipropylen jest wykorzystywany przede wszystkim do obudów i orurowania urządzeń.

Obudowy i izolacje z EPP w ofercie Knauf Industries

Izolacja pompy ciepła wykonana z EPP​.

Szukając części z EPP, warto przyjrzeć się rozwiązaniom Knauf Industries. Działamy w wielu obszarach przemysłu już od wielu lat, wspierając klientów z branży HVAC poszukujących sprawdzonych, wydajnych materiałów o różnorodnym zastosowaniu. Jednym z obszarów, w których można postawić na nasze produkty, są właśnie pompy ciepła, jak również inne systemy z zakresu ogrzewania, wentylacji, rekuperacji i klimatyzacji. W przypadku EPP można liczyć przede wszystkim na korzystne właściwości pod względem izolacji akustycznej i termicznej, a także na możliwość uformowania komponentów o różnych kształtach.

Zapraszamy do kontaktu z naszymi przedstawicielami i skorzystania z oferty Knauf Industries.