Współczynnik COP sprawności pomp ciepła – trochę historii

Analizujemy te współczynniki COP i analizujemy. Czytamy ulotki i katalogi.
Czy COP 3 to dużo czy mało?
Trochę przypomnienia jak to było kiedyś.
Odniosę się oczywiście tylko do tych urządzeń, które montujemy i znamy, i zrobię taki spacer wstecz. Zacznijmy od pomp ciepła powietrze-powietrze.

Miller
Pierwsze agregaty Miller T3BX o mocach 10,5-14-17 kW montowaliśmy ponad 10 lat temu w latach 2002-2003. Zarówno do wspomagania ogrzewania w układach nadmuchowych gazowych, jak i w samodzielnych instalacjach nadmuchowych wspomaganych grzałką backup.
Proste on/offy, jeszcze na freon R22, żadnej zaawansowanej elektroniki, odszranianie czasowe.
Pracowały (i pracują do dzisiaj) do nawet -20 stopni, ale producent podawał moc grzewczą tylko do -12 stopni. 
Np. agregat z 2003 roku, T3BX048, a więc o mocy nominalnej 14kW, przy -12 stopniach osiągał moc grzewczą 7kW z COP 2.14, ale… współczynnik ten nie uwzględniał odszraniania i pracy wentylatora jednostki wewnętrznej, więc pewnie był niższy. Co poniżej -12? Nie wiem, ale agregat nie do zdarcia – rzeźbi nawet przy -25.
Przy współpracy z kominkiem w mroźne dni układ sprawdził się.
Pojawiły się i nowsze modele, R407, R410, parametry jednak specjalnie się nie różniły.
Agregaty te w instalacjach nadmuchowych domów jednorodzinnych montowaliśmy gdzieś do 2006 roku. 
Po ok. 10 latach dosłownie kilku klientów eksploatujących agregaty Miller zdecydowało się na wymianę na agregaty inverterowe Daikina. A reszta? Skoro działają, to po co wymieniać?
Agregaty te montujemy nadal, jako wspomaganie do układów nadmuchowych z piecami gazowymi, czy też do instalacji przemysłowych.
Ale od 2005 roku przyszła era invertera i pojawił się Daikin SkyAir ze swoim agregatem RZQ superinverter.
 
Daikin SkyAir
Pierwsze agregaty RZQ z jednostkami nawiewnymi FBQ i FDQ w układach nadmuchowych w domach jednorodzinnych zaczęliśmy montować w 2005 roku.
Agregat RZQ125B7 superinverter, przy -15 stopniach miał moc grzewczą 8,81kW z COP 1.93 – ale tutaj uwzględniona była praca wentylatora i odszranianie.
Nie wiele, ale w wyższych temperaturach, np. -5 miał prawie 11kW.
Agregaty te oczywiście kręcą do dzisiaj.
SkyAir stale się rozwijał się. Była seria RZQB8,  RZQG, dwa lata temu seasonal inverter, a w ubiegłym roku Daikin wypuścił agregaty smart, zoptymalizowane do sprawności sezonowej i pracy całorocznej. Wykonaliśmy już kilka instalacji na tych urządzeniach..
Agregat RZQGL125 w połączeniu z jednostką nawiewną FBQC8, z wentylatorem również inverterowym, przy -15 stopniach ma moc 11kW z COP 3.05
Jest różnica? – jest. 8 lat w branży HVAC to nie mało.
Czas na pompy powietrze-woda.
 
Altherma
Pierwsze Althermy pojawiły się na rynku europejskim wiosną 2006 roku. 
U nas jesienią 2006, ale ponieważ pierwsze szkolenia serwisowe były w listopadzie, to tak naprawdę sprzedaż zaczęła się w 2007 roku i wtedy zamontowaliśmy pierwsze urządzenia.
Miały symbol ERYQ005-006-007, a wielkości 5-6-7 odnosiły się do mocy chłodniczej agregatu, a nie grzewczej. Potem zastąpiono je wielkościami 6-7-8.
Agregat ERYQ007A pracował do -15 stopni, uzyskiwał moc 5,16kW (zasilanie 35 stopni) z COP 2.35
Warto zwrócić uwagę, że nie do końca były wówczas ujednolicone normy wg których podawało się COP. Np. nie uwzględniano pompy obiegowej GZ czy np. grzałek tacy dolnej agregatu (bo ich nie było i te pojawiły się dopiero później).
Aktualna norma EN14511 ujednoliciła podawanie COP, ale trudno je teraz porównać, bo ówczesne COP są nie wiele niższe od dzisiejszych.
Natomiast skok jest bardziej widoczny w osiąganych mocach w niskich temperaturach zewnętrznych.
 
2007 rok przyniósł pierwsze modele z dużego typoszeregu ERHQ11-14-16.
Popularna 11-ka pracowała do -20 i uzyskiwała przy tej temperaturze moc 5,46kW (-15 – 6,25kW) 
Agregaty ERYQ zmieniły nazwę na wspólną dla dużego i małego typoszeregu ERHQ.
Pojawiały się literki, cyferki, aż w końcu w 2010 roku pojawiła się seria ERLQ gdzie literka L oznaczała agregaty fabrycznie dedykowane dla europy środkowo wschodniej, tzw. Cold Region.
Np. ERLQ008 serii B pracowały nadal do -15 uzyskując taką samą moc 5,16kW (35 zasilanie) z nieco wyższym COP.
 
2012 rok to modele serii C, które znowu podniosły poprzeczkę trochę wyżej, ale też zmieniło się podejście producenta. Daikin jako pierwszy postawił na sprawność całoroczną i współczynnik SCOP.
Agregaty zaczęto optymalizować do sprawności w całym sezonie grzewczym, a więc do częściowych obciążeń, które mają miejsce przez 80-90% sezonu, a nie tylko do wybranych temperatur.
Widać to w tabelach technicznych i ulotkach. Może i trochę marketingowo, ale jest to dość ciekawe, gdyż pokazuje różnice w COP przy obciążeniu częściowym.
Np. Altherma ERLQ008C, w katalogu, przy +7/+35 ma moc „nominalną”  7,4kW i COP 4.45
Ale… w tej temp., tj. przy +7 stopniach,  wg. danych technicznych, pompa może rozkręcić się do mocy ponad 10 kW, jednak z COP znacznie niższym, trochę ponad 3.9
I podobnie jest w innych zakresach temperatur. Praca przy częściowym obciążeniu, dzięki głębokiej modulacji daje nam wyższy współczynnik COP.
 
ERLQ008C 2013 pracuje do -20 stopni uzyskując maksymalną moc 3,83 kW a przy -15 – 4,95 kW. 
ERLQ011C 2013 pracuje do -20 stopni uzyskując moc 8,61 kW a przy -15 – 10,24 kW
 
Małe Ahthermy mają więc niższe moce w niskich temperaturach, a duże – wyższe.
Te pierwsze dedykowane są do niedużych domów energoszczędnych, a te drugie do większych budynków.
Ale znowu współczynniki COP przy maksymalnej mocy nie oddają zalet modulacji i realnych współczynników SCOP.
Rozwiązaniem miały być (i zapewne będą) etykiety energetyczne.
W przypadku pomp ciepła powietrze-powietrze Daikin SkyAir,  możemy już takie porównanie zrobić i wygenerować etykietę.
Ale przy pompach ciepła powietrze-woda w dalszym ciągu nie jest to obligatoryjne i tylko część producentów podaje, a właściwie zaczyna podawać współczynniki SCOP.
Jeszcze większe zamieszanie jest w pompach gruntowych.
 
Nibe
Pierwszą pompę gruntową Nibe, 1120 zamontowaliśmy w 2005 roku.
Wtedy w ogóle nie mówiło się o COP tylko podawana była moc dostarczona / moc odebrana.
Ale dostarczona do czego? otóż dostarczona wg normy EN255, co też nie wiele wówczas mówiło.
Tutaj COP dla 1120 8kW, 0/35 wychodził na poziomie 4.95
Kolejna generacja 2007 –  1140 miała takie same parametry.
Aktualne pompy od 2010 – 1145, 8kW wg starej normy EN255 mają COP 5.01
Ale wg nowej – już tylko 4.59
Tak więc trudniej jest je porównać bo wygląda na to, że COP spada. Choć złośliwcy mogą powiedzieć, że się urealnia 🙂
 
Podsumowując
Jeśli chodzi o sprawności pomp powietrznych i moce osiągane w niskich temperaturach,  to różnice w urządzeniach na przestrzeni 5-10 lat są dość znaczne.
I to jeszcze nie koniec, bo ten typ pomp ciepła stale się rozwija. A głównym motorem tego rozwoju są dyrektywy unijne wymuszające stałe podnoszenie sprawności i jeszcze kilka tych znaków „+” dodanych do klasy energetycznej "A" można dostawić.
Jeśli chodzi o pompy gruntowe, to różnice w sprawności, jakie widzimy w ostatnich latach  są niewielkie.
Głównym powodem jest technologia on/off i więcej tutaj chyba nie da się wyciągnąć z gruntówek.
Jedynie automatyka i odpowiednia konfiguracja instalacji są w stanie bardziej dopasować pompę do częściowego obciążenia w sezonie grzewczym. To pierwsze ma wpływ na cenę samej pompy, a to drugie na cenę instalacji.
Być może wprowadzenie technologii inverterowej do gruntowych pomp ciepła przyniesie jakieś większe zmiany.
Prawdopodobnie w przyszłym roku Daikin zaprezentuje swoją pompę gruntową, ze sprężarką inverterową, zoptymalizowaną właśnie do obciążeń częściowych.
Pożyjemy, zobaczymy 🙂
Kiedy tylko pojawią się pierwsze dane – zaprezentujemy je na blogu.

16 myśli nt. „Współczynnik COP sprawności pomp ciepła – trochę historii

  1. Styrman

    Witam

    Re: "Prawdopodobnie w przyszłym roku Daikin zaprezentuje swoją pompę gruntową, ze sprężarką inverterową, zoptymalizowaną właśnie do obciążeń częściowych. "

    Zaprezentuje ja juz w nastepnym miesiacu … 

    COP na czesciowym obciazeniu > 6. Ale to na razie tylko testy 

     

     

     

    Odpowiedz
  2. Adrian Teliżyn Autor wpisu

    O tej pompie mówi się już od 1,5 roku. Na extranecie są już katalogi i ulotki, trwaja testy, ale pisząc o przyszłym roku miałem na myśli nasz rynek. Jest i hybryda LT z kotłem gazowym pełniącym rolę grzałki backup oraz PC do cwu Daikina. Słyszałem, że wcześniej wejdzie ta hybryda niż gruntówka. Na pewno będzie to przełomowy produkt w ofercie Daikina.

    Odpowiedz
  3. Maciej

    A mnie się wydaje, że w dziedzinie sprawności gruntówek jest wiele do zrobienia – w technologii inwerterowej. Gruntówki dobiera się do temp. -20'C, a przecież taka występuje przez b. krótki czas.

    Jeśli pompa dolnego i górnego źródła byłyby sterowane inwerterowo (nowoczesne pobierają po kilka watów), do tego sprężarka pompy ciepła też inwerterowa na prąd stały, to grunt nie musiałby się 'regenerować', dom pobierałby tyle energii przez cały czas, ile potrzebuje. Dzięki temu wymiary kolektora DZ mogłyby być mniejsze, a COP wyższy.

    Może nawet wystarczyłoby włożyć ze 200mb rury DZ w ławę fundamentową albo wokół niej, przy kopaniu fundamentów.

     

    Kiedy pianka PUR (albo inny materiał) będzie w cenie dzisiejszego styropianu – domy będą zużywały znacznie mniej energii i nawet 100mb rury z glikolem to będzie aż za dużo. Myślę, że to kwestia 10-15 lat.

     

    Odpowiedz
  4. Maciej

    A jeśli taką inwerterową gruntówkę podłączyć pod baterie słoneczne, to ogrzewanie za darmo, nie licząc kosztów inwestycji… 🙂

    Odpowiedz
  5. Adrian Teliżyn Autor wpisu

    Pisząc o gruntówkach miałem na myśli on/off'y – nic sie tutaj nie dzieje. I dopiero pompy inverterowe mogą coś tutaj zmienić.

    Kombinacje z DZ można sobie robić samemu różne. Nawet w ławę (może nie przemarznie). Ale sprzedać takie DZ klientowi – to już inna sprawa 🙂

    Odpowiedz
  6. Maciej

    Ech, gdyby jeszcze ceny w Polsce odpowiadały polskim zarobkom, a nie były ustalane względem zarobków w Niemczech i Francji… Daikin, Nibe i inne boją się, że klienci będą kupować za granicą i dlatego nie obniżają cen w Polsce. No cóż – ale na nowego Mercedesa czy Volvo stać niewielu Polaków w porównaniu do Niemców czy Szwedów, większość kupuje używane… 🙁 U nas to sprzęt dla bogaczy, za granicą dla przeciętnych obywateli. Zwłaszcza w Niemczech, gdzie są dofinansowane 3 tys. euro / sztukę…

    U nas może mniej się sprzedaje, ale na każdej jednostce spora przebitka za to, jakiś plus zapewne dla producenta

     

     

    Odpowiedz
  7. Adrian Teliżyn Autor wpisu

    Trudno by ten sam produkt kosztował u nas o połowę taniej. Wtedy nasi zachodni sąsiedzi mogliby mówić o zmowie cenowej, oraz że są oszukiwani.
    Cena nie bierze się z sufitu, ale o tym można długo gawędzić. Akurat wolny rynek reguluje to dość sprawnie. Można kupić pompy za kilka, kilkanaście i kilkadziesiąt tysięcy zł. Rzeczywiście nasze zarobki odstają od zachodnich, ale też robocizna jest o wiele tańsza. Nikt w Niemczech nie wykona kotłowni wraz z materiałami instalacyjnymi za 800 Euro, a takie ceny są u nas. Tam trzeba zapłacić lekko licząc 3x tyle.
    Ponadto pompy nie sprzedają się u nas katalogowo – rabaty są u nas normą.

    Wykonujemy kilkadziesiąt instalacji rocznie, ale czy moi klienci to bogacze? Nie powiedziałbym tego.
    Jest to kwestia nie tylko tego czy kogoś stać czy nie, ale i pewnych wyborów.
    Jedni budują dom 300m2 i dają do tego kotłownię na węgiel za 6 tys zł, a inni budują dom 150m2 i wybierają pompę ciepła za 30 tys zł. A są i tacy, co do tego domu kupią pompę za połowę tej ceny.
    Zdecydowana większość zapytań dotyczy przyszłych budów, gdzie inwestorzy świadomie planują wydatki i zamykają budżet budowy, zanim się ona zacznie. 
    Dyskusja o cenach jest bardzo trudna, bo jednych stać na dom (taki czy inny), a drugich nie stać nawet na wynajem mieszkania o zaspokojeniu podstawowych potrzeb nie wspominając. 
    Ale taki już jest ten świat.

    Odpowiedz
  8. Maciej

    Buduję dom energooszczędny.

    Zdecydowałem się na tanią gruntówkę 7kW, dobraną głównie pod moc chłodzniczą latem. Zimą maks. 3,5kW będzie potrzebne.

    Gdyby były dostępne inwerterowe gruntówki, wystarczyłoby, żebym położył właśnie 100-150mb rury dookoła fundamentu, mieszczącej niecałe 100l czynnika. Niestety – nie ma takich na rynku. A jak są, to nie sterują inwerterowo pompami DZ (z tego co wiem).

    Ale pewnie następna w moim domu będzie już inwerterowa gruntowa

    Odpowiedz
  9. Adrian Teliżyn Autor wpisu

    3,5 kW to ok. 6,5 tys kwh rocznie. Kotłownia na Althermie zintegrowanej 4kW z zasobnikem 180 l to koszt ok. 22-23 tys zł. Szacowany koszt eksploatacji dla tej ilości kwh to 1100 zł. Do tego dochodzi cwu – koszt ok. 900-1200 zł (3-4 osobowa rodzina). Czy przy takich kosztacj inwestycji i eksploatacji jest sens pakować się w przewymiarowaną pompę gruntową???

    Odpowiedz
  10. Maciej

    Jeśli się myśli o chłodzeniu latem całego domu (pasywne / aktywne, za pomocą podłogówki i klimakonwektorów przysufitowych), to tak. Różnica w kosztach instalacji niewielka, trochę lepsza sprawność zimą i dobra sprawność chłodzenia latem. Latem tańsze grzanie CWU ciepłem odpadowym klimatyzacji 🙂

    Odpowiedz
  11. Maciej

    A że pompa przewymiarowana, zapas mocy będzie na grzanie w taniej taryfie.

    Chcę się zmieścić poniżej 1000pln na sezon grzewczy.

    Odpowiedz
  12. Maciej

    1 kpln za zimę.

    Różnica niewielka, bo pompy ciepła powietrzne całoroczne (z ekonomizerem / inwerterem) są droższe niż gruntowe. Żeby przy -20'C miała 3,5kW, musiałaby mieć moc grzewczą 6kW.

    Inwerter przedraża inwestycję, zamiast niego wolę gruntówkę z kolektorem spiralnym gruntowym. Fancoile kanałowe przysufitowe nie są drogie.

    Grzać klimakonwektorami bym nie chciał, bo nie zapewniają akumulacji w taniej taryfie, tak jak podłogówka. Chłodzenie podłogówką z kolei niezbyt efektywne, a fancoile przysufitowe usuwają dodatkowo wodę z powietrza podczas chłodzenia.

    Cała filozofia 🙂

    Odpowiedz
  13. Adrian Teliżyn Autor wpisu

    Dalej nie wiadomo za co ten 1kpln ma być. Za zimę c.o. czy za zimę c.o. + cwu?

    Nie wiem co to jest ekonomizer w pompie powietrznej. Nie wiem też o jakiej pompie NIEcałorocznej mówimy. Dobieranie wg mocy grzewczej na -20 świadczy o niezrozumieniu działania powietrznej pompy ciepła w sezonie.

    Chłodzenie cytat: "Jeśli się myśli o chłodzeniu latem całego domu (pasywne / aktywne, za pomocą podłogówki i klimakonwektorów przysufitowych), to tak."  – Otóż chłodzenie i podłogówką i fancoilami, jak w cytacie jest teoretycznie możliwe, ale tak się nie robi. Dlatego też postawiłem znaki zapytania.

    Podłogówka to nie piec akumulacyjny z rozładowaniem dynamicznym. Zakumulowanie ciepła w podłgoówce oznacza jej przegrzanie ponad to, co w danym momencie jest potrzebne.

    Jeśli celem samym w sobie ma być zejście poniżej określonej granicy eksplopatacji 1 kpln czy też obniżenie eksploatacji na pompie gruntowej w porównaniu z powietrzną o 100, 200, czy nawet 500 zł rocznie – to taki cel oczywiście można osiagnąć.

    Jeśli celem ma być funkcjonalna i prosta instalacja – to przy pompie gruntowej w połączeniu z chłodzeniem aktywnym i pasywnym możemy o tym zapomnieć. Dlaczego? – tutaj jest odpowiedź.

    Z jednej strony życzę sukcesu, a z drugiej przejrzenia na oczy, bo każdą prostą instalację można skomplikować. Tylko po co 🙂 

    Odpowiedz
  14. Maciej

    No może i racja..

    Ekonomizer – niektórzy tak mówią na system wtrysku gazu EVI.

    Kolektor gruntowy motnowałem sam z rury PE40, więc kosztował z glikolem 5 tys. pln. Z PE32 pewnie bym za 3,5 tys. pln zamontował. Pompka gruntowa najtańsza on-off 7kW to też duży wydatek nie jest.

    Instalacja powietrzna pewnie byłaby trochę tańsza, ale COP niższy, odmrażanie zimą, mniejsza trwałość itp.

    Zastanawiam się jeszcze, czy łączyć podłogówkę z fancoilami, czy zastosować same fancoile przypodłogowe. Na podjęcie tej decyzji mam jeszcze miesiąc 🙂

     

    Odpowiedz

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.