Szukaj na tym blogu

środa, 5 sierpnia 2009

Pompa ciepła – prawie jak perpetum mobile.

Choć sprawa jest dość prosta. Na temat pomp ciepła jest wiele w miarę dobrych opracowań wiele osób ciągle jest przekonanych, że sprawność pompy to 300 – 500%.

Zacznijmy od tego, że Pompa ciepła NIE produkuje energii cieplnej! Podobnie zresztą jak pompa wody nie produkuje wody tylko ją przetłacza. Zadaniem pompy ciepła jest transport ciepła ze źródła chłodniejszego do cieplejszego – czyli odwrotnie jak jest to w naturalnych procesach. Z uwagi, że pompa ciepła transportuje ciepło „pod prąd” należy włożyć do tego procesu dodatkową energię (np. energia elektryczna do napędu sprężarki).



Ideową istotę procesu działania pompy ciepła obrazuje powyższy rysunek. Wynika z niego jasno, że energia elektryczna, którą zasilamy pompę służy jedynie do przetransportowania energii z gruntu czy powietrza do budynku. Z uwagi, że w budynku jest wyższa temperatura niż na zewnątrz należy do tego procesu włożyć energię z zewnątrz. W ten sposób zgodnie z przykładem zabieramy, 5kWh energii z gruntu, aby przenieś je do budynku – bilans wychodzi na zero + energia do zasilania pompy 1kWh, czyli sprawność tego procesu to nie, 500% lecz 5 / 5 + 1 czyli 83%.
Ważne jest, aby mieć świadomość skąd bierze się to ciepło oraz że pompy ciepła nie mają sprawności, ponad 100%. Poza tym sprawność nic o pompie nam nie mówi.

Dla użytkownika ważne jest ile ciepła uzyska przy włożeniu danej energii do zasilania pompy i o tym właśnie mówi wsp. COP, czyli Współczynnik wydajności chłodniczej - a nie sprawność !! (COP (ang. Coefficient Of Performance) określany jako stosunek mocy chłodniczej do mocy pobieranej przez urządzenie.

Dla użytkownika pompy tym lepiej im ten współczynnik jest większy gdyż pompa jest bardziej efektywna, dlatego producenci pomp ciepła robią wszystko, aby zaprezentować jak najwyższe współczynniki COP. Aby nie dać się naciągnąć należy wiedzieć od czego współczynnik COP zależy:


Ts, Tp - temperatura skraplacza i parownika (wyrażona w skali absolutnej!!!!)

Z tego wzoru wynika, że temperatura pompy będzie zależeć bezpośrednio od różnicy temperatur między dolnym źródłem ciepłą (grunt, powietrze, solanka) a górnym źródłem ciepła (temperatura, do której woda będzie podgrzewania przez pompę). Jeżeli podstawimy dane do wzoru łatwo zauważymy, że pompa jest tym bardziej efektywna im różnica między górnym a dolnym źródłem jest mniejsza.

Zakładając ze sprężarka działa ze sprawnością 50% zobaczmy jak będzie zmieniał cię wsp COP dla różnych temperatur dolnego i górnego źródła.

źródło dolne 15C
źródło górne 50 C
COP 4.46

źródło dolne 5C
źródło górne 50 C
COP 3.58

źródło dolne -15C
źródło górne 50 C
COP 2.5


Są to wyliczenia dość teoretyczne nie uwzględniają wielu strat pośrednich, ale pokazują dobrze jeden trend im różnica temperatur większa tym pompa mniej wydajna. Tu przestroga dla osób planujących kupić najtańszą na rynku pompę powietrze woda (dolnym źródłem jest powietrze). Jaka będzie wydajność tej pompy jeżeli przyjdzie sroga zima a na zewnątrz będzie -20 ? – podpowiem małą nawet bardzo małą. Znam przypadek gdzie ogrzewanie źle dobraną pompą powietrze woda było droższe niż grzanie prądem! Producenci tych pomp skutecznie omijają ten problem i warto ich o to gruntownie wypytać!
Prześlij komentarz