OZE i instalacje

Czemu pompa ciepła nie grzeje wystarczająco przy temperaturach poniżej -10°C?

Streszczenie

Pompa ciepła traci moc grzewczą przy silnych mrozach głównie dlatego, że jej wydajność zależy od różnicy temperatur między źródłem ciepła a wymaganą temperaturą w instalacji – im niższa temperatura zewnętrzna, tym mniej energii urządzenie może odebrać z powietrza lub gruntu, […]

pompa ciepła pokryta szronem w zimie
pompa ciepła pokryta szronem w zimie

Pompa ciepła traci moc grzewczą przy silnych mrozach głównie dlatego, że jej wydajność zależy od różnicy temperatur między źródłem ciepła a wymaganą temperaturą w instalacji – im niższa temperatura zewnętrzna, tym mniej energii urządzenie może odebrać z powietrza lub gruntu, a sprężarka musi pracować z większym obciążeniem, co obniża współczynnik COP.

Dlaczego wydajność spada właśnie przy niskich temperaturach

Ograniczenia fizyczne obiegu chłodniczego

Pompy ciepła typu powietrze-woda pracują na zasadzie odwróconego obiegu chłodniczego. Poniżej -10°C powietrze zawiera bardzo mało energii termicznej, dlatego parownik potrzebuje dłuższego czasu na odebranie ciepła, a sprężarka zwiększa obroty, by utrzymać żądaną temperaturę wody. Prowadzi to do spadku COP nawet do wartości 1,8-2,2, wobec 3,5-4 w umiarkowanych warunkach.

Częstsze cykle odszraniania

Przy wilgotnym i mroźnym powietrzu na parowniku odkłada się szron, który trzeba regularnie usuwać. Każdy cykl odszraniania tymczasowo odbiera ciepło z instalacji, co odczuwalnie zmniejsza moc grzewczą dostarczaną do domu w tym czasie.

Zbyt mała moc znamionowa urządzenia

Jeśli pompa ciepła została dobrana wyłącznie pod średnią temperaturę projektową dla regionu, bez uwzględnienia skrajnych mrozów, przy temperaturach ekstremalnych może zwyczajnie nie mieć wystarczającej rezerwy mocy i uruchamiać grzałkę elektryczną jako wsparcie.

Temperatura zewnętrzna Typowy COP Skutek dla instalacji
+7°C 4,0-4,5 Praca optymalna, niski koszt energii
0°C 3,0-3,5 Lekki wzrost zużycia energii
-7°C 2,3-2,8 Częstsze cykle odszraniania
-15°C 1,8-2,2 Możliwe wsparcie grzałki elektrycznej

Co można zrobić, gdy pompa nie nadąża z ogrzewaniem

Pierwszym krokiem jest sprawdzenie, czy urządzenie ma odpowiednią moc grzewczą w punkcie bivalentnym – czyli temperaturze, przy której konieczne jest wsparcie drugiego źródła ciepła. W dobrze zaprojektowanej instalacji punkt ten powinien znajdować się poniżej najniższej temperatury projektowej dla danej lokalizacji. Warto też skontrolować szczelność budynku i sprawdzić, czy parownik nie jest ustawiony w miejscu narażonym na zawirowania śniegu, co utrudnia swobodny przepływ powietrza.

Rozwiązaniem stosowanym coraz częściej jest instalacja hybrydowa, w której pompa ciepła współpracuje z kotłem gazowym lub buforem z grzałką elektryczną – przy skrajnych mrozach system automatycznie przełącza się na źródło o wyższej efektywności w danych warunkach.

Ciekawostka: Pompy ciepła powietrze-woda nowej generacji, wykorzystujące sprężarki inwerterowe z technologią wstrzykiwania chłodziwa (tzw. EVI), potrafią efektywnie pracować nawet w temperaturze -25°C – jeszcze piętnaście lat temu granicą opłacalnej pracy było zwykle -15°C.

Najczęściej zadawane pytania

Czy pompa gruntowa też traci moc przy mrozach?

Znacznie mniej niż powietrzna, ponieważ temperatura gruntu na głębokości kolektora jest stabilna i niezależna od warunków atmosferycznych na powierzchni.

Jak sprawdzić punkt bivalentny swojej pompy ciepła?

Informację tę podaje producent w karcie technicznej urządzenia lub można ją odczytać z krzywej wydajności grzewczej w dokumentacji projektowej instalacji.

Czy dogrzewanie grzałką elektryczną znacznie zwiększa koszty?

Tak, grzałka elektryczna ma COP równy 1, czyli zużywa tyle energii, ile oddaje ciepła, dlatego jej częste uruchamianie znacząco podnosi rachunki za prąd.

Czy większa moc pompy ciepła rozwiązuje problem mrozów?

Częściowo – zbyt duża moc względem zapotrzebowania budynku powoduje jednak częste cykliczne włączanie i wyłączanie, co obniża trwałość sprężarki.