У характеристиках теплового насоса можна побачити красиві цифри: COP 4,5, COP 5,2 або SCOP понад 4.
На перший погляд усе просто: якщо COP дорівнює 5, значить з 1 кВт·год електроенергії тепловий насос дає 5 кВт·год тепла.
Але тоді виникає логічне питання:
чому взимку один і той самий тепловий насос сьогодні працює з COP близько 4, а під час сильного морозу може показувати значно нижчу ефективність?
І чому два власники однакових теплових насосів можуть отримувати зовсім різне споживання електроенергії?
Щоб це зрозуміти, потрібно розібратися, що насправді означають COP і SCOP.
Що таке COP теплового насоса
COP - це коефіцієнт перетворення теплового насоса в конкретний момент і за конкретних умов.
Спрощена формула:
COP = теплова потужність / споживана електрична потужність
Наприклад, тепловий насос передає в систему опалення 8 кВт тепла та споживає 2 кВт електричної потужності.
COP = 8 / 2 = 4.
Тобто на кожен 1 кВт електричної потужності система передає приблизно 4 кВт теплової.
COP 4 не означає, що тепловий насос завжди працює з COP 4
Це одна з найпоширеніших помилок.
COP не є постійною характеристикою обладнання.
Він змінюється разом з умовами роботи.
На нього найбільше впливають:
- температура зовнішнього повітря;
- температура води на подачі;
- температура зворотної води;
- поточна теплова потужність;
- режим роботи компресора;
- цикли розморожування.
Чому температура на вулиці впливає на COP
Тепловий насос повітря-вода забирає тепло із зовнішнього повітря.
Навіть при мінусовій температурі в повітрі залишається теплова енергія, яку можна використовувати.
Але чим холодніше стає на вулиці, тим більшу різницю температур повинен подолати холодильний цикл.
У результаті компресор виконує більше роботи.
Тому за інших однакових умов COP при +7 °C буде вищим, ніж при -15 °C.
Чому температура води іноді важливіша за мороз
Другий критичний параметр - температура теплоносія.
Порівняймо два будинки.
| Система | Необхідна вода |
|---|---|
| Тепла підлога | умовно 30-35 °C |
| Низькотемпературні радіатори | умовно 40-45 °C |
| Стара радіаторна система | може вимагати 50-60 °C і більше |
Чим вищу температуру повинен забезпечити тепловий насос, тим більша робота компресора.
Тому будинок з теплою підлогою та будинок зі старими радіаторами можуть мати абсолютно різну сезонну ефективність навіть з однаковим тепловим насосом.
Приклад: однакова погода, різна температура подачі
Уявімо, що на вулиці 0 °C.
Будинок А потребує воду 35 °C.
Будинок Б потребує 55 °C.
Для другого будинку компресору потрібно створити значно більший температурний підйом.
Тому COP системи з подачею 55 °C, як правило, буде нижчим.
Тоді що таке SCOP
SCOP - сезонний коефіцієнт ефективності.
На відміну від COP, який описує одну конкретну робочу точку, SCOP намагається показати ефективність за весь опалювальний сезон.
Умовно:
SCOP = тепло, отримане за сезон / електроенергія, спожита за сезон
Якщо за сезон тепловий насос передав будинку 16 000 кВт·год тепла та використав 4000 кВт·год електроенергії:
SCOP = 16 000 / 4000 = 4.
Чому SCOP корисніший для оцінки витрат
Паспортний COP може бути виміряний у дуже сприятливій точці.
Наприклад:
зовнішнє повітря +7 °C, вода 35 °C.
А реальна зима включає:
- +10 °C;
- +5 °C;
- 0 °C;
- -5 °C;
- -10 °C;
- короткі періоди сильніших морозів.
Разом з погодою змінюється і теплова потреба будинку.
Тому для прогнозу сезонного споживання SCOP значно корисніший, ніж одна цифра COP.
Але навіть SCOP не гарантує конкретний рахунок
SCOP характеризує обладнання в стандартизованих умовах.
Він не знає:
- наскільки утеплений ваш будинок;
- які встановлені радіатори;
- яку температуру ви підтримуєте;
- скільки гарячої води використовує сім'я;
- як налаштована автоматика;
- чи часто працює резервний ТЕН.
Тому навіть тепловий насос з високим паспортним SCOP можна змусити працювати неефективно неправильною системою опалення.
Що важливіше: COP теплового насоса чи тепловтрати будинку
Обидва параметри важливі, але вони відповідають на різні питання.
Тепловтрати показують, скільки тепла потрібно будинку.
COP показує, скільки електроенергії потрібно тепловому насосу для виробництва цього тепла в конкретних умовах.
Наприклад:
| Параметр | Будинок А | Будинок Б |
|---|---|---|
| Теплова потреба | 6 кВт | 12 кВт |
| COP | 4 | 4 |
| Електрична потужність | ≈1,5 кВт | ≈3 кВт |
Теплові насоси працюють однаково ефективно, але другий будинок просто втрачає вдвічі більше тепла.
Як температура подачі впливає на реальні гроші
Припустимо, будинку за сезон потрібно 12 000 кВт·год тепла.
| Реальний сезонний коефіцієнт | Споживання електроенергії |
|---|---|
| 4,5 | ≈2667 кВт·год |
| 4,0 | ≈3000 кВт·год |
| 3,5 | ≈3429 кВт·год |
| 3,0 | ≈4000 кВт·год |
| 2,5 | ≈4800 кВт·год |
Між сезонною ефективністю 4 і 2,5 різниця становить приблизно 1800 кВт·год електроенергії на той самий обсяг тепла.
Ось чому температура теплоносія має реальне фінансове значення.
Чому тепла підлога добре поєднується з тепловим насосом
Тепла підлога має велику площу теплообміну.
Тому для передачі потрібної потужності їй зазвичай не потрібно робити воду дуже гарячою.
Це дозволяє тепловому насосу працювати з меншою різницею температур.
Результат - сприятливіший режим роботи компресора.
Чи означає це, що з радіаторами тепловий насос невигідний
Ні.
Радіаторне опалення також може чудово працювати з тепловим насосом.
Питання не в самому слові «радіатор».
Питання в тому, скільки тепла радіатор може передати при температурі води 35, 40, 45 або 50 °C.
Великі правильно підібрані радіатори можуть нормально працювати в низькотемпературній системі.
А старий маленький радіатор може вимагати значно вищої температури.
Чому COP падає під час розморожування
При холодній і вологій погоді на теплообміннику зовнішнього блока може утворюватися іній.
Щоб його видалити, тепловий насос періодично запускає цикл розморожування.
У цей момент частина енергії витрачається не на опалення будинку, а на очищення теплообмінника.
Це нормальна частина роботи повітряного теплового насоса.
Але частота та тривалість розморожувань також впливають на фактичну сезонну ефективність.
Що відбувається при -15 або -20 °C
Одночасно відбуваються дві речі:
- будинок втрачає більше тепла;
- тепловому насосу складніше це тепло виробити.
Саме тому морозна доба майже завжди має значно вище споживання, ніж день при +5 °C.
Це не означає, що тепловий насос «перестав бути економним».
Просто його потрібно оцінювати за весь сезон, а не за найгірші кілька днів.
Що таке робоча точка теплового насоса
Коли інженер говорить про робочу точку, він має на увазі конкретне поєднання умов.
Наприклад:
A-7 / W35
де:
- A-7 - зовнішнє повітря -7 °C;
- W35 - вода приблизно 35 °C.
Або:
A-7 / W55
Той самий мороз, але тепловий насос уже повинен виробити воду 55 °C.
Це абсолютно інше навантаження на компресор.
Чому не можна порівнювати два теплові насоси тільки за COP
У рекламі один тепловий насос може мати COP 5, а інший 4,8.
Але спочатку потрібно перевірити:
- при якій температурі повітря отримана цифра;
- при якій температурі води;
- при якій тепловій потужності;
- який SCOP;
- як змінюється потужність у мороз;
- який діапазон модуляції.
COP без умов вимірювання майже нічого не говорить.
Чому надмірно потужний тепловий насос теж може працювати гірше
Більше кіловат не завжди означає краще.
Якщо тепловий насос не може достатньо знизити свою потужність, у теплі періоди він може частіше вмикатися і вимикатися.
Це називається циклуванням.
Воно може:
- погіршувати сезонну ефективність;
- збільшувати кількість запусків компресора;
- ускладнювати стабільне керування температурою.
Тому правильний підбір означає не просто «дати запас», а підібрати обладнання під реальний діапазон навантаження.
Опалювальна крива і COP
Одна з найкорисніших функцій теплового насоса - погодозалежне керування.
Система автоматично змінює температуру води залежно від погоди.
Наприклад:
| На вулиці | Умовна температура подачі |
|---|---|
| +10 °C | 28 °C |
| +5 °C | 30 °C |
| 0 °C | 33 °C |
| -10 °C | 38 °C |
| -20 °C | 45 °C |
Це лише ілюстративний приклад. Реальна крива залежить від конкретного будинку та системи опалення.
Якщо при +5 °C будинку достатньо води 30 °C, немає сенсу постійно виробляти 45 °C.
Так можна суттєво покращити сезонну ефективність.
Що власник може зробити, щоб отримати кращий SCOP
- не завищувати температуру подачі;
- правильно налаштувати погодозалежну криву;
- не перекривати більшість контурів без необхідності;
- правильно підібрати радіатори або фанкойли;
- не завищувати потужність теплового насоса;
- контролювати роботу резервного ТЕНа;
- обслуговувати обладнання;
- зменшувати тепловтрати будинку.
Який COP вважати хорошим
Саме питання сформульоване не зовсім правильно.
COP 5 при +7 °C і воді 35 °C може бути нормальним результатом.
COP близько 2 у складній морозній високотемпературній точці також не означає несправність.
Важливо не максимальне число в буклеті, а те, як система працює протягом усього сезону.
Що важливіше при виборі теплового насоса
Ми б дивилися щонайменше на:
- реальні тепловтрати будинку;
- необхідну температуру води;
- теплову потужність у мороз;
- SCOP;
- діапазон модуляції;
- роботу з ГВП;
- резервний нагрів;
- автоматику;
- сумісність із існуючою системою опалення.
Головний висновок
COP - це фотографія одного моменту.
SCOP - спроба показати весь сезон.
А реальний рахунок за електроенергію формується вже третьою складовою - самим будинком.
Тому правильна логіка виглядає так:
тепловтрати будинку → температура подачі → робоча ефективність теплового насоса → реальне споживання
Саме тому тепловий насос потрібно розглядати не як окрему коробку з красивим COP, а як частину всієї системи опалення.
Корисні матеріали
Скільки електроенергії споживає тепловий насос
Тепловий насос для будинку 150 м²
Чому тепловий насос не можна підбирати тільки за площею
