Klimatyzacja a ogrzewanie

Warunki wykorzystania klimatyzacji do ogrzewania

Czy występuje u Ciebie któraś z następujących sytuacji?

(1) Masz zainstalowany klimatyzator na potrzeby klimatyzacji, ale nie używasz jego trybu ogrzewania?

LUB

(2) Korzystasz z ogrzewania elektrycznego?

LUB

(3) Ogrzewasz dom drogimi paliwami (olej opałowy, propan)?

Bardzo możliwe, że wykorzystanie klimatyzatorów w trybie pompy ciepła jest opłacalnym rozwiązaniem.

W przypadku (1) wykorzystanie już zainstalowanego klimatyzatora w funkcji ogrzewania jest działaniem bezinwestycyjnym. Zużycie energii elektrycznej w przypadku wykorzystania klimatyzatorów w trybie pompy ciepła jest na tyle niskie, że może być dobrą alternatywą nawet dla niskokosztowego ogrzewania gazowego.

W przypadkach (2) ogrzewania elektrycznego i (3) drogich w użytkowaniu systemów grzewczych, wykorzystanie klimatyzatora w trybie pompy ciepła w porównaniu z ogrzewaniem elektrycznym, niesie ze sobą ok. 3-4 razy niższe koszty energii. Inwestycja w pompę ciepła (lub klimatyzator z funkcją ogrzewania) może być opłacalna ze względu na obniżenie kosztów paliwa/energii.

Warunki temperaturowe wykorzystania pomp ciepła

Zastrzec należy, że efektywność energetyczna klimatyzatorów/pomp ciepła zależy mocno od temperatury powietrza zewnętrznego, a jest to zależność, której nie można pomijać przy analizach opłacalności wykorzystania tych urządzeń.

Dlatego opisane powyżej przypadki (1), (2) i (3) ogólnie ważne są dla temperatury zewnętrznej powyżej ok. 7 st.C. Pracę klimatyzatorów w trybie pompy ciepła poniżej temperatury należy przeanalizować pod kątem opłacalności zastosowania. Może się na przykład zdarzyć, że poniżej temperatury 7 st.C bardziej opłacalne będzie ogrzewanie gazowe, a powyżej ogrzewanie pompą ciepła. Należy to przeanalizować z uwzględnieniem cen gazu, cen energii elektrycznej, wskaźników efektywności danego urządzenia. Może się także okazać, że praca klimatyzatora w trybie pompy ciepła poniżej temperatury zewnętrznej -15 st.C w ogóle nie jest możliwa (zależy od modelu urządzenia).

Jakie są temperatury, dla których producenci wyznaczają nominalne współczynniki efektywności grzewczej COP, SCOP?

Efektywność grzewcza urządzeń klimatyzacyjnych (w trybie pomp ciepła) zależy od temperatury zewnętrznej (powietrza zewnętrznego lub gruntu) i wewnętrznej (powietrza wewnątrz pomieszczeń lub cwu.), i powiązane z nimi temperatury medium pośredniczącego (wody lub glikolu), jeżeli są w danym systemie.

Jeżeli mowa o urządzeniach powietrze-powietrze, to nominalne wartości współczynnika efektywności grzewczej COP (coefficient of performance) podaje się dla następujących parametrów:
Temperatura wewnętrzna: 20°C (termometr suchy), temperatura zewnętrzna: 7°C (termometr suchy), 6°C (termometr mokry) – co daje wilgotność powietrza ok. 90% RH; długość zastępcza rurociągów: 5 m, różnica poziomów: 0 m.

Jeżeli mowa o urządzeniach powietrze-woda, woda-woda, woda-powietrze (gdzie woda jest w znaczeniu cieczy – może to być glikol), to podaje się w miejsce temperatur wewnętrznych i zewnętrznych powietrza – temperatury cieczy, najczęściej przy grzaniu ciecz kierowana do odbiorników ciepła (zasilanie/powrót): 30/35 st.C; 40/45 st.C; 47/55 st.C; ale tu jest dużo kombinacji, więc warunki zawsze muszą być podane. Jeżeli warunki te nie są podawane np. w broszurze lub karcie produktu, to można to traktować jako próbę dezinformacji (oszustwa).

Dlaczego temperatury są ważne dla pomp ciepła?

Najkorzystniejszymi warunkami dla pracy urządzeń klimatyzacyjnych w trybie ogrzewania (czyli jako pompy ciepła) jest jak najmniejsza różnica pomiędzy temperaturą wewnętrzną a zewnętrzną. Jeżeli ta różnica jest taka, dla jakiej podaje się nominalne wartości parametru COP, to urządzenie powinno w idealnych warunkach osiągać te wartości rzeczywistej efektywności grzewczej.

Jeżeli rozpiętość pomiędzy temperaturą wewnętrzną i zewnętrzną jest mniejsza od nominalnej (np. temperatura wewnątrz 18 st.C a temperatura zewnętrzna 12 st.C – dla urządzeń powietrze-powietrze), to pompa ciepła może uzyskać rzeczywistą wydajność grzewczą nawet wyższą, niż wynika z nominalnej wartości współczynnika COP. To czy można uzyskać polepszoną wydajność grzewczą przy korzystniejszych warunkach temperaturowych zależy od wyposażenia urządzenia pozwalającego na odpowiednią regulację obiegu czynnika chłodniczego niskowrzącego, który jest medium w obiegu sprężarkowej pompy ciepła, np. gdy urządzenie wyposażone jest w inwerter.

Z pomocą przychodzą wskaźniki sezonowej efektywności grzewczej SCOP (seasonal coefficient of performance), które pokazują jak urządzenie potrafi uzyskać zwiększoną efektywności w typowych zimowych warunkach temperaturowych. Jeżeli np. wskaźnik SCOP=7 przy wartości COP=3, to znaczy że urządzenie ma duże zdolności do adaptacji do temperatury zewnętrznej. Jeżeli zaś SCOP=4 przy COP=3, to zdolność ta jest nikła.

Jeżeli rozpiętość pomiędzy temperaturą wewnętrzną i zewnętrzną jest większa od nominalnej, to pompa ciepła pracuje z obniżoną efektywnością, a jego praca może być wspomagana zwykłą grzałką elektryczną lub może w ogóle nie być możliwa (np. dana pompa ciepła może nie pracować poniżej temperatury zewnętrznej -15 st.C).