COP a SCOP pompy ciepła. 2 ważne i często upiększone liczby

Niestety SCOP i COP są często podkoloryzowane, bo to wyniki pomiarów laboratoryjnych na instalacjach wzorcowych. Ponadto testy może wykonać nawet sam producent. Dlatego bez odpowiedniego specjalisty współczynniki po zamontowaniu pompy ciepła w domu mogą okazać się inne.

COP i SCOP – definicje

Współczynnik COP w skrócie: określa sprawność pompy ciepła, czyli stosunek energii oddanej (ciepło do ogrzania domu) do energii pobranej (prąd) w danej chwili. Może służyć do porównywania różnych pomp, ale w tych samych warunkach.

Współczynnik SCOP w skrócie: określa sprawność pompy ciepła, ale w całym sezonie grzewczym z uwzględnieniem dodatkowych czynników (typ klimatu, energia zużyta na pompy obiegowe, automatykę). Pozwala szacować koszty ogrzewania pompą ciepła. Wysoki SCOP to niższe rachunki.

SCOP a rachunki. Koszty ogrzewania pompą ciepła są najmniejsze

Przyjmijmy, że nasza pompa ciepła ma współczynnik SCOP równy 3,7. Obecnie średnia cena prądu (1 kWh) wynosi 0,66 groszy. Dzieląc cenę prądu przez SCOP, otrzymamy cenę ogrzewania pompą ciepła za 1 kWh, czyli w tym przypadku około 18 groszy.

Dla porównania cena 1 kWh gazu ziemnego to około 0,29 zł, pellet 0,44 zł, ekogroszek 0,52 zł, a prąd oczywiście 0,66 (stosunek uzyskiwanej energii cieplnej wynosi 1 do 1).

Ceny paliw, stan na lipiec 2022

Żeby obliczyć roczny rachunek za ogrzewanie, musisz znać zapotrzebowanie (lub aktualne zużycie) Twojego domu na ciepło, wyrażane właśnie w kilowatogodzinach (kWh). Zrobisz to np. na stronie Cieplo.app.

Cena ogrzewania pompą ciepła może być oszacowana na podstawie współczynnika SCOP. O tym, dlaczego takie obliczenia nie dają stuprocentowej pewności co do wysokości rachunków piszemy później, omawiając współczynnik SCOP.

Współczynnik COP pompy ciepła – poznaj sprawność w teorii

Współczynnik COP (Coefficient of Performance) określa stosunek uzyskanego ciepła użytkowego (ogrzanie domu, wody) do zużytej energii elektrycznej potrzebnej do jego uzyskania (zasilanie sprężarki i urządzeń pomocniczych np. pomp obiegowych).

Schemat działania pompy ciepła, na podstawie którego można wyliczyć współczynnik COP; opracowanie własne

Powyższy prosty schemat mówi jasno, że do uzyskania energii cieplnej o wartości 4 kW, pompa ciepła zużyła 1 kW energii elektrycznej. COP = 4 kW / 1 kW = 4 Oczywiście ten teoretyczny COP osiągany byłby przez pompę ciepła przy określonych warunkach w danym momencie.

Do czego przydatny będzie COP?

Ważne! COP charakteryzuje pompę ciepła, ale działającą w konkretnych warunkach, w danej chwili. Ten współczynnik nie określi kosztów za ogrzewanie pompą ciepła. Dodatkowo COP wynika z pomiarów wykonywanych w warunkach laboratoryjnych, o czym więcej w dalszej części artykułu.

Możemy porównać dwie pompy ciepła, jednak tylko do COP’ów w tych samych warunkach, czyli w punktach pomiarowych np. A7/W35 (temperatura powietrza na zewn. 7°C, temperatura ogrzewania podłogowego 35°C).

Tych wyznaczonych punktów (temperatur) w kartach produktów i specyfikacjach jest zwykle kilka (np. -15/-7/-2/0/2/7/10).

Współczynnik COP – jak odczytać go z tabeli?

Tabela wydajności pompy ciepła, na podstawie materiałów producenta Rotenso;

Ten fragment tabeli pokazuje wartości maksymalne dla tej pompy ciepła, na której zaznaczyłem:

na żółto temperaturę dolnego źródła (powietrze na zewnątrz);
kolorem zielonym wymaganą temperaturę górnego źródła (instalacja grzewcza w domu, 35°C dla podłogówki, 55°C dla grzejników);
niebieskie kolumny to współczynniki COP. O całkowitej mocy grzewczej informuje natomiast kolumna HC.

Jak widać ta sama pompa ciepła, przy -7°C na ogrzewaniu podłogowym ma maks. COP równy 3,21 a przy tej samej temperaturze powietrza, ale na ogrzewaniu z grzejnikami maks. COP spada do 2,03. Ponadto, nawet w obrębie jednego typu ogrzewania, ale ze zmianą temperatury na zewnątrz COP się zmienia.

Możesz odszukać w dwóch specyfikacjach różnych pomp ciepła kilka istotnych punktów (np. COP przy -5°C, -2°C, 0°C i 7°C, w zależności od tego, jakie warunki zwykle panują u Ciebie zimą) i porównać je między sobą.

Współczynnik COP – kiedyś było lepiej. Wszystko zepsuły inwertery

Jeszcze kilkanaście lat temu określanie sprawności pompy ciepła i porównywanie modeli różnych producentów na podstawie współczynników COP było powszechne i nawet sensowne. Wiele zmieniło odejście od technologii sprężarek on/off i zwrot w kierunku tych inwertorowych. Inwertery zwyczajnie skomplikowały sprawę.

COP, szczególnie w pompie ze sprężarką inwertorową, nie ma zastosowania w obliczaniu kosztów eksploatacji. Wystarczy chwila zastanowienia, żeby to zrozumieć: pamiętaj, że COP określa wyłącznie sprawność pompy ciepła w konkretnych punktach pracy (-7/W35, -2/W35, 0/W35… itd.). Dlatego też:

pompa ciepła pracuje w tych punktach, jednak nie robi tego przez cały czas z tą samą mocą;
w zależności od temp. zewnętrznej zmienia się zapotrzebowanie na temperaturę zasilania, czyli nie zawsze potrzebne będzie np. 35°C na podłogówce w domu, gdy za oknem zrobi się bardziej wiosennie niż zimowo;
temp. zewnętrzna wpływa bezpośrednio na to, ile mocy grzewczej potrzebuje dom; a przecież nawet w ciągu jednego sezonu grzewczego wahania temp. mogą wynosić kilkanaście stopni;
pompy obiegowe także nie muszą pracować tak samo przy temperaturze +5°C i -10°C;

Współczynnik COP ukryty albo zrobiony na pokaz. Na to musisz uważać

Czy współczynnik COP to doskonały sposób na porównywanie pomp ciepła? Już wiesz, że nie. Okazuje się, że i tak zagmatwaną sprawę z wiarygodnością współczynników COP komplikują producenci i dostawcy. I wspomniane wcześniej laboratoria.

Oto przykłady wprowadzania klientów w błąd:

COP bez parametrów dolnego i górnego źródła;

W skrócie: nieprzydatny, absolutnie teoretyczny.

podawanie COP według nieaktualnej normy PN-EN 255;

Obecnie obowiązuje norma PN-EN 14511, która była już kilkukrotnie aktualizowana.

COP wyłącznie dla najkorzystniejszych parametrów np. dla A7/W35;

Za mało informacji przydatnych dla klienta, czysty marketing.

obliczanie COP z pominięciem w obliczeniach energii elektrycznej zużytej na pompy obiegowe i automatykę;

Zakrzywianie rzeczywistości i realnych, najważniejszych dla użytkownika, wyników.

przedstawienie COP na podstawie najlepszego scenariusza laboratoryjnego;

Niektóre pompy ciepła produkuje się bez dedykowanej pompy obiegowej, jednak do prawidłowego działania nadal jej potrzebują. Dlatego w warunkach laboratoryjnych testowane są z dodatkową pompą obiegową, która może mieć świetną sprawność. Standardowa pompa obiegowa, która później zostanie zamontowana, będzie miała słabsze parametry.

Laboratoria, testy i niedomówienia brzmią raczej jak zapowiedź kolejnego sezonu Stranger Things, jednak właśnie tak wygląda sytuacja na rynku pomp ciepła, która w Polsce nadal nie jest zbyt dobrze uregulowana i jasna.

COP dobrze znać, ale niedobrze dobierać według niego pompę ciepła

Pora na krótkie podsumowanie. Pompa ciepła ze sprężarką inwerterową, czyli obecnie standard na rynku, będzie pracować zmiennie w zależności od obciążenia, włączając się i wyłączając, w różnych odstępach czasu. I dlatego też może się okazać, że niemal nigdy nie będzie pracować z parametrami odpowiednimi dla danego COP z karty produktu.

Pompa ciepła ze sprężarką inwerterową może działać z częściowym obciążeniem, co jest jednym z istotnych czynników, wpływając na sprawność, ale i żywotność, pompy ciepła. Inny czynnik, który wpływa na współczynnik COP to ilość energii pobieranej przez urządzenia wspierające (pompy obiegowe, grzałki, automatyka sterowania).

Przede wszystkim jednak współczynnik COP jest uzależniony od tego, w jakich temperaturach działa pompa (temp. górnego i dolnego źródła, czyli w uproszczeniu domu i środowiska zewnętrznego). Niski COP pojawi się wtedy, gdy instalacja grzewcza będzie musiała dostarczyć wysoką temperaturę przy niskiej temperaturze dolnego źródła (powietrza zewnętrznego).

Współczynnik SCOP pompy ciepła. Nowszy i nieco lepszy

Niedoskonałości współczynnika COP zostały zauważone przez instalatorów i użytkowników. Krokiem do udoskonalonej standaryzacji było stworzenie współczynnika SCOP (Seasonal Coefficient of Performance), czyli sezonowego COP.

Współczynnik SCOP określa stosunek energii włożonej do uzyskanej, z zachowaniem konkretnego okresu (np. sezon grzewczy, cały rok) i realnych parametrów pracy całego systemu pompy ciepła.

SCOP W35 i SCOP W55 często pojawiają się w opisach pomp ciepła, ale co tak właściwie znaczą? SCOP W35 to współczynnik określający sprawność pompy ciepła z instalacją ogrzewania podłogowego, natomiast SCOP W55 z instalacją z grzejnikami.

Sprawność „z podłogówką” jest większa, bo ogrzewanie podłogowe ma dużą powierzchnię, dlatego temperatura wody zasilającej nie musi być tak wysoka jak przy grzejnikach (35°C w porównaniu do 55°C) .

Współczynnik SCOP zawiera w sobie sprawność pompy ciepła w warunkach klimatycznych (ile godzin pompa ciepła pracuje w danych temperaturach i z jakim obciążeniem). Zawiera też energię zużytą na pracę automatyki, pomp obiegowych, grzałek.

W parze ze współczynnikiem SCOP idzie informacja o tym, jaka moc grzewcza ma być dostarczona przez pompę ciepła w danych warunkach (temp. obliczeniowa, strefa klimatyczna zimna/średnia/ciepła).

DEKLAROWANA przez producenta moc w kW znajduję się na etykiecie energetycznej (z podziałem na wspomniane strefy klimatyczne w Europie).

Etykieta energetyczna, z podziałem na klasę energetyczną dla c.o. i c.w.u., z informacją o mocy akustycznej urządzenia oraz z deklarowaną mocą grzewczą w trzech strefach klimatycznych

I wydawać się mogło, że wprowadzenie wymogu etykiet energetycznych z konkretnymi informacjami o mocy grzewczej rozwiąże wiele problemów. Nic bardziej mylnego. Wszystko komplikuje brak ścisłych wymogów dotyczących wyznaczania podczas obliczeń tzw. punktu biwalentnego, dlatego deklaracje producentów często bywają zawyżone.

Współczynnik SCOP pompy ciepła. Jest lepszy, ale nadal ma wady

Czy SCOP podany na etykiecie lub w karcie produktu jest idealny? Nie, bo jest szacowany. Wylicza się go na podstawie pewnych ustaleń (regulowanych przez normę PN-EN 14511), które powinny odpowiadać rzeczywistym warunkom, w jakich będzie pracować pompa ciepła. A to komplikuje sprawę. Wyjaśnijmy dlaczego.

Pompa ciepła, jej konkretny model od danego producenta, w dwóch różnych domach będzie osiągała w sezonie grzewczym inny SCOP. Są dwa główne powody:

Po pierwsze oba budynki mogą mieć inne zapotrzebowanie na moc grzewczą, mimo tej samej przyjętej temperatury obliczeniowej (bo na przykład jeden z nich jest gorzej izolowany albo potrzebuje więcej ciepłej wody etc.).
Po drugie może być też tak, że domownicy z rodziny Kowalskich, będą chcieli, żeby w ich domu były 23°C, bo są strasznymi zmarzluchami. Natomiast rodzina Nowaków, woli temperaturę 21°C. W rodzinie Kowalskich w nocy ustawiona będzie temperatura to 20°C, a w rodzinie Nowaków już tylko 18°C.

I między innymi dlatego, różnice w SCOP (i mocy grzewczej) deklarowanych przez producentów a stanem rzeczywistym mogą wynosić kilkanaście, do kilkudziesięciu procent.

Warto jeszcze pamiętać, że SCOP roczny dla wody użytkowej będzie niższy niż ten dla ogrzewania, szczególnie podczas srogiej zimy. Najlepiej jeśli koszty ogrzewania pompą ciepła zostaną podzielone na c.w.u oraz c.o.

Nadal mimo swoich widocznych wad, współczynnik SCOP pompy ciepła pozwala oszacować, który model pozwoli na tańsze ogrzewanie zimą (wyższy SCOP to niższe rachunki).

SCOP a COP – jak porównywać pompy ciepła

Najlepiej dobrana pompa ciepła to ta, dobrana indywidualnie, wręcz uszyta na miarę. Z precyzyjnie wyznaczonym punktem biwalentnym, nieprzemiarowana, oraz wystarczająca mocna nawet przy ujemnych temperaturach, czyli dobrana do klimatu w konkretnej miejscowości.

Jeśli wstępnie chcesz samodzielnie rozeznać się na rynku i sprawdzić, która pompa ciepła może być dobra, to porównuj modele pod względem:

COP – tylko dla tej samej temperatury źródła dolnego i górnego;
SCOP – tylko w tej samej strefie klimatycznej, przy określonej i tej samej mocy obciążenia cieplnego

Współczynnik SPF

Współczynnik SPF, czyli Seasonal Perfomance Factor, który podobnie jak COP jest mierzony, ale dla konkretnej inwestycji, w danym sezonie grzewczym, z uwzględnieniem sposobu eksploatacji i ustawień pompy ciepła. Pozwoli wyliczyć koszty ogrzewania dla konkretnej instalacji z pompą ciepła.

Indywidualny charakter współczynnika SPF sprawia, że nie można go wykorzystać do porównania z innym modelem pompy ciepła, ani przyrównać go do warunków w innym budynku.

Jeśli szukasz informacji o możliwości dofinansowania na pompę ciepła to koniecznie sprawdź nasze artykuły: