Jak optymalnie dobrać moc powietrznej pompy ciepła

Temat ten poruszałem już z 1,5 roku temu.
Ale wraca i wraca, a szczególnie jeśli chodzi o powietrzne pompy ciepła powietrze-woda.
Klienci chcą zawsze większą pompę niż potrzebują.
Od razu napiszę, że nie podam gotowego prostego rozwiązania na talerzu, ale dla chętnych pewien algorytm działania.

Większość producentów ma dwa typoszeregi pomp ciepła powietrze-woda.
Mały do 8-9 kW i duży od 11 kW wzwyż.
W przypadku Althermy jest to 6-7-8 kW (chociaż od lipca będą nowe modele i to się nieco zmieni) oraz 11-14-16 kW.
 
Dylemat pojawia się szczególnie w sytuacji kiedy jesteśmy na granicy tych dwóch typoszeregów, bo różnica w cenie jest zazwyczaj znaczna, a w przypadku Althermy przekracza 10 tys zł.
Dla pomp 11-14-16 kW różnica to ok. 2 tys zł.
 
Jedni mówią – lepiej wziąć większą pompę; ma większą moc w niskich temperaturach, będziesz mniej jechał na grzałkach.
 
Drudzy – szkoda kasy, przecież udział grzałki to kilka %
 
Jeszcze inni odpowiadają – to popatrz sobie na ostatnią zimę, jak trzymało -20 stopni.
 
Wreszcie ostatni twierdzą, że tylko mniejsza pompa i koniecznie kominek z płaszczem wodnym.
 
Komu wierzyć.
 
Zgodzimy się wszyscy, że musi istnieć jakieś optymalne rozwiązanie. Tylko jak je znaleźć?
Ponieważ dość istotnym argumentem w tej dyskusji jest współczynnik COP w niskich temperaturach, więc należy zacząć od analizy temperatur w skali sezonu grzewczego.
Wieloletnie dane z poszczególnych stacji pogodowych (do których zresztą odwołują się metodyki obliczeń OZC) można znaleźć w sieci.
Ściągnąłem te dane dla Katowic, przefiltrowałem i dostałem taki oto ciekawy wykres.
 

 

Wykres pokazuje nam ile godzin w roku przypada na daną temperaturę.
Jeśli przefiltrujemy to w arkuszu, to dla Katowic pojawiają się tylko 2 (słownie dwie!!!) godziny poniżej -18 stopni.
Godzin z temperaturą poniżej -15 stopni jest 19
Godzin z temperaturą poniżej -10 stopni jest 66
Godzin z temperaturą poniżej -5 stopni jest 466
Tutaj fragment tabeli. Są one zbyt duże by zamieścić je na blogu.
 

 

Co dalej z tym zrobić?
Skoro wiemy ile godzin w sezonie mamy i z jaką temperaturą, to dobrze było by wiedzieć, ile godzin, a ściślej ile kwh ciepła potrzebujemy na poszczególne temperatury w sezonie grzewczym.
Dla ułatwienia przyjąłem tutaj liniową zależność. A więc zapotrzebowanie dla +16 stopni wynosi 0 kW, a dla -20 stopni jest to strata ciepła obliczeniowa.
Pomiędzy tym, dla poszczególnych temperatur przeliczyłem stratę w pozostałych temperaturach sezonu.
Oczywiście takie liniowe podejście jest pewnym uproszczeniem.
Nie uwzględnia ono np. zysków ciepła od nasłonecznienia w poszczególnych miesiącach sezonu, ale ma to tylko wpływ na końcową kwotę do której dojdziemy. Natomiast proporcje są zachowane.
Co ważne i istotne – 80% zapotrzebowania na ciepło, czyli 80% kwh za które płacimy, przypada na temperatury powyżej -2 stopni.
Wynika to z przemnożenia godzin w poszczególnych temperaturach z wymaganą w tej temperaturze mocą grzewczą.
 
Skoro wiemy już ile kwh potrzebujemy w poszczególnych temperaturach sezonu grzewczego, to nie pozostaje nic innego,  jak na te wykresy temperatur nanieść charakterystyki pracy naszej pompy ciepła, a ściślej osiągane w poszczególnych temperaturach moce grzewcze i odpowiadające im współczynniki COP.
A mamy to wszystko w tabelach producenta.
 
Jeśli pompa ciepła nie jest w stanie osiągnąć wymaganej mocy grzewczej, to dla różnicy, której jej brakuje, wspomoże się grzałką elektryczną z COP=1.
 
Wstawiając więc do arkusza wartości naszych mocy grzewczych, jesteśmy w stanie znaleźć optymalne koszty eksploatacji dla pomp o różnej mocy nominalnej.
 
Czy to wszystko? – Nie. Jest jeszcze cwu, które też możemy uwzględnić, dodając odpowiednią stałą ilość kwh.
 
Poniżej zrzut ekranu z fragmentu arkusza kalkulacyjnego
 

 

Takie podejście ma oczywiście pewien minus, ale to minus dodatni 🙂
Producent podaje maksymalne możliwe moce jakie osiąga pompa ciepła i odpowiadający im COP.
Jednak ten COP dla wartości maksymalnych mocy, jest mniejszy,  niż dla mniejszych mocy dla danej temperatury, które może osiągnąć pompa. Prognozowane koszty są więc nieco niższe.
Niestety tak dokładnych danych producenci pomp ciepła nie podają, a na czymś trzeba się oprzeć.
Warto jednak zauważyć, że im głębsza modulacja mocy pompy, tym korzystniej odbija się to na końcowych kosztach eksploatacji.
 
Czas na wnioski
Każdy dom jest inny i jednej recepty nie ma.
To optimum widać dopiero w końcowym wyniku.
Jedno mogę stwierdzić na pewno – nie ma sensu przewymiarowywanie pompy ciepła.
Tzn. sens ma – co najwyżej dla sprzedającego.
Pompa ciepła ma być uszyta na miarę. Wraz dobraną dla niej instalacją.
I nie tylko powietrzna pompa ciepła. Również gruntowa.
Panuje, czy nawet pokutuje,  bardzo silne przekonanie –  wezmę większą pompę, żeby przy -15 czy -20 stopniach miała tyle ile potrzebuję  wg OZC i tak będzie lepiej.
Nie wiem skąd się to bierze.
Nam oczywiście miło jest sprzedać taką pompę.
Tym nie mniej – na wyrost pomp nie ofertujemy 🙂

4 myśli w temacie “Jak optymalnie dobrać moc powietrznej pompy ciepła

  1. Pingback: Pompa ciepła Daikin Altherma serii C - nowe modele 2012 | OWK czyli HVAC po polsku

  2. Daniel

    Witam,

    Bardzo fajnie wytłumaczona możliwość wyliczenia sobie mocy pompy ciepła, a także szacowanych kosztów eksploatacji. Chciałem zrobić sobie taki arkusz, lecz mam problem w odnalezieniu w sieci wieloletnich danych stacji pogodowych. Nigdzie nie mogę tego znaleźć, czy mógłby podać Pan źródło z którego Pan korzystał? Jedyne co znalazłem to https://www.mir.gov.pl/media/3759/wmo125600isostat.txt, lecz nigdzie nie mogę znaleźć informacji ile godzin utrzymuje się dana temperatura.

    Mam tez pytanie o etykiety energetyczne. Ponoć są tam podane ilości kWh jakie potrzebuje urządzenie (zazwyczaj dla klimatu umiarkowanego w Europie), czy te dane podawane przez producentów są wiarygodne? Chciałbym na własną rękę policzyć tak jak to Pan zaproponował i dowiedzieć się jak to wyjdzie.

    Mało techniczne pytania, ale mam nadzieje, że uzyskam pomoc 😉

    Pozdrawiam,

    Daniel

     

    Odpowiedz
  3. Adrian Teliżyn Autor wpisu

    Wpis jest już dość stary. Tzn. nie stracił na ważności, ale pewne rzeczy można zrobić łatwiej i przyjemniej.

    Bardzo wygodnym narzedziem jest symulator kosztów eksploatacji Althermy, który zaszyte ma w sobie dane klimatyczne z 4300 lokalizacji na świecie. W oparciu o projektowe obciążenie cieplne i ilość kwh w sezonie można wygenerować koszty eksploatacji dla różnych pomp ciepła Altherma. Jak prześle mi Pan zapytanie i dane, to zwrotnie prześlę Panu taką symulację.

    To co jest pokazane we wpisie robiłem ręcznie na podstawie linku, który Pan podał, tylko trzeba przenieść dane do arkusza i następnie odfiltrować. Jest trochę zabawy 🙂

    Może Pan skorzystać z gotowych danych klimatycznych dla Polski, zebranych w arkuszu i opublikowanych na stronach portpc.

    Proszę też pamiętać, że dobór wielkości pompy to jedno. Natomiast czestym błędem jest robienie tego w oderwaniu od domu i parametrów instalacji grzewczej, z którą pompa ma współpracować. 

    Co do danych producentów – komuś trzeba wierzyć, ale faktem jest również to, że część producentów podaje bajki lub nie do końca właściwe dane. Warto sprawdzić wówczas jakie programy certyfikacyjne przeszedł producent, bo sprawności z nich wynikające są rzetelne. Daikin poddaje dobrowolnie swoje urządzenia certyfikacji np. eurovent, Q itp. i co istotne, wyniki pomiarów z niezależnych laboratoriów pokrywają się z danymi podawanymi przez producenta. A czasem, u konkurencji można różne ciekawostki znaleźć.

    Na koniec – Daikin, choć to firma japońska, pompy ciepła projektuje i produkuje w Europie i na rynek europejski. Jest oddzielna linia pomp PW dla krajów europy środkowo-wschodniej z klimatem chłodnym i dla krajów europy południowo-zachodniej z klimatem umiarkowanym. Jest też chyba jedynym producentem, który produkuje je od A do Z, łącznie ze sprężarkami, których jest producentem i automatyką. Pompy są więc szyte na miarę. Część firm składa pompy z podzespołów i automatyki firm trzecich. Po prostu lepi je z tego co jest dostępne.

    Odpowiedz
  4. JanCi

    Z doborem mocy pompy ciepła laicy mają spore problemy. W artykule dokładnie Pan to wyjaśnił. Będziemy odsyłać do lektury bo ostatnio mieliśmy klienta, który kilukrotnie przeszacował moc pompy i się uparł, że tak ma być 🙂

    Odpowiedz

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.