Jak dobrać moc pompy ciepła?

Niewłaściwie dobrana moc pompy ciepła może prowadzić do nieefektywnej pracy systemu, zwiększonych kosztów eksploatacji oraz skrócenia żywotności urządzenia. W niniejszym artykule przedstawimy, jak prawidłowo określić wymaganą moc pompy ciepła, uwzględniając różne czynniki wpływające na zapotrzebowanie energetyczne budynku.

Określenie zapotrzebowania na ciepło budynku

Dobierając moc pompy ciepła potrzebne jest określenie zapotrzebowania budynku na ciepło. Wartość ta zależy od izolacji termicznej, szczelności, rodzaju konstrukcji oraz lokalizacji geograficznej. Ogólnie przyjmuje się następujące wartości zapotrzebowania na ciepło w zależności od standardu energetycznego budynku:

• budynek pasywny: 10–15 W/m²

• budynek energooszczędny: 35–45 W/m²

• budynek z dobrą izolacją cieplną: 50–60 W/m²

• budynek ze słabą izolacją cieplną: 70-90 W/m²

• budynek nieocieplony: 100-120 W/m²

Aby obliczyć orientacyjną moc pompy ciepła, należy pomnożyć powierzchnię ogrzewaną budynku przez odpowiednią wartość zapotrzebowania na ciepło. Na przykład dla budynku o powierzchni 150 m² z dobrą izolacją cieplną (przyjmując 50 W/m²):

150 m² × 50 W/m² = 7500 W, czyli 7,5 kW

W tym przypadku odpowiednia byłaby pompa ciepła o mocy około 9 kW.

Uwzględnienie dodatkowych czynników

Oprócz podstawowego zapotrzebowania na ciepło, należy uwzględnić dodatkowe czynniki wpływające na dobór mocy pompy ciepła.

• Podgrzewanie ciepłej wody użytkowej (CWU): jeśli pompa ciepła ma również zapewniać ciepłą wodę użytkową, konieczne jest uwzględnienie dodatkowego zapotrzebowania na energię. Przyjmuje się, że jedna osoba zużywa średnio 40–60 litrów ciepłej wody dziennie. Dla rodziny 4-osobowej oznacza to dodatkowe obciążenie dla pompy ciepła.

• Charakterystyka temperaturowa regionu: w chłodniejszych klimatach pompa ciepła musi pracować wydajniej, aby utrzymać komfort cieplny w budynku. Dlatego warto uwzględnić minimalne temperatury zewnętrzne występujące w danym regionie przy doborze mocy urządzenia.

• Rodzaj systemu grzewczego: systemy ogrzewania podłogowego działają efektywniej przy niższych temperaturach zasilania, co może wpłynąć na dobór mocy pompy ciepła. W przypadku tradycyjnych grzejników konieczne może być zastosowanie pompy o wyższej mocy.

Współczynnik COP i SCOP – dlaczego są ważne?

Przy wyborze pompy ciepła znaczenie ma współczynnik efektywności COP oraz sezonowy współczynnik SCOP. COP określa, ile jednostek ciepła pompa generuje w stosunku do pobranej energii elektrycznej – im wyższy, tym większa efektywność. Natomiast SCOP uwzględnia zmienne warunki atmosferyczne i pozwala na ocenę rocznych kosztów eksploatacji. Współczesne pompy ciepła osiągają współczynniki COP na poziomie 4-5, co oznacza, że z 1 kW energii elektrycznej generują 4-5 kW ciepła. Analiza tych parametrów pozwala oszacować rzeczywiste koszty użytkowania urządzenia oraz jego wydajność w warunkach zimowych.

Unikanie przewymiarowania i niedowymiarowania pompy ciepła

Dobór mocy pompy ciepła powinien być precyzyjny. Zbyt mała moc może skutkować niewystarczającym ogrzewaniem budynku w najchłodniejsze dni oraz koniecznością korzystania z dodatkowych źródeł ciepła. Z kolei przewymiarowanie pompy ciepła prowadzi do częstszego włączania i wyłączania urządzenia, a to może skrócić jego żywotność oraz zwiększyć zużycie energii elektrycznej.

Przykładowe obliczenia dla różnych powierzchni domów

• Dom 70 m²: przy zapotrzebowaniu 50 W/m² 70 m² × 50 W/m² = 3 500 W, czyli 3,5 kW

• Dom 100 m²: przy zapotrzebowaniu 50 W/m² 100 m² × 50 W/m² = 5 000 W, czyli 5 kW

• Dom 150 m²: przy zapotrzebowaniu 50 W/m² 150 m² × 50 W/m² = 7 500 W, czyli 7,5 kW

• Dom 200 m²: przy zapotrzebowaniu 50 W/m² 200 m² × 50 W/m² = 10 000 W, czyli 10 kW

Należy pamiętać, że są to wartości orientacyjne i rzeczywiste zapotrzebowanie na ciepło może się różnić w zależności od indywidualnych cech budynku.