Ile energii pompa ciepła zużywa na defrost? Analizujemy

• W typowych warunkach około 0°C i wysokiej wilgotności defrosty mogą zdarzać się często. Pojedynczy cykl to nie tylko prąd sprężarki, ale też „utracone” ciepło oddane na rozmrażanie. Dlatego realny koszt energetyczny defrostu jest zwykle około dwukrotnie większy od samego poboru sprężarki.
• Dla 5/8/12 minut całkowity koszt defrostu wynosi odpowiednio 0,5 / 0,8 / 1,2 kWh + ogrzewanie tacy ociekowej. W tych wartościach uwzględniono sprężarkę, „podwójny” efekt energetyczny i grzałkę tacy 150 W. 
• Przy skrajnym scenariuszu 10 typowych defrostów na dobę wychodzi około 8,2 kWh tylko na odszranianie. To daje mniej więcej 20% z dobowych 40 kWh, więc teza jest spójna. Ograniczanie defrostów zwykle wymaga dłuższych cykli pracy, większej histerezy i możliwie niskiej temperatury zasilania.

Na potrzeby analizy przyjmijmy, że rozpatrywana pompa ciepła w ciągu doby zużywa około 40 kWh energii elektrycznej. Dotyczy to powietrznej pompy ciepła o mocy około 3 kW po stronie sprężarki i około 12 kW mocy cieplnej. Obliczenia odnoszą się do pracy w niesprzyjających warunkach, czyli przy dużej wilgotności powietrza oraz temperaturze zewnętrznej w okolicy 0°C, kiedy zjawisko oszraniania parownika występuje najczęściej. Zużycie energii elektrycznej przez sprężarkę w trakcie defrostu można oszacować w zależności od długości cyklu:

• mały defrost (5 minut): około 0,25 kWh
• typowy defrost (8 minut): około 0,4 kWh
• ciężki defrost (12 minut): około 0,6 kWh

Grzałka tacy ociekowej – zużycie energii

Podczas defrostu pracuje również grzałka tacy ociekowej, której zadaniem jest zapobieganie zamarzaniu skroplin. Dla grzałki o mocy 150 W zużycie energii wynosi około 0,0025 kWh na minutę, co daje w przybliżeniu:

• 5 minut: 0,0125 kWh
• 8 minut: 0,02 kWh
• 12 minut: 0,03 kWh

Ile prąd zużyje pompa ciepła na jeden defrost?

W trakcie defrostu pompa ciepła odwraca obieg chłodniczy i pobiera ciepło z instalacji grzewczej budynku. Oznacza to, że energia wyprodukowana wcześniej musi zostać „oddana” na potrzeby rozmrażania parownika. W praktyce można przyjąć, że 5 minut defrostu odpowiada:

• 5 minutom bieżącej pracy sprężarki
• oraz utracie efektu około 5 minut wcześniejszej pracy grzewczej

W uproszczeniu rzeczywisty koszt energetyczny defrostu jest więc około dwukrotnie większy niż sama energia pobrana przez sprężarkę w trakcie cyklu. Po uwzględnieniu pracy sprężarki, utraconej energii cieplnej oraz zużycia energii przez grzałkę tacy ociekowej całkowity koszt energetyczny defrostu można oszacować na poziomie:

• mały defrost (5 minut): około 0,5 kWh + taca
• typowy defrost (8 minut): około 0,8 kWh + taca
• ciężki defrost (12 minut): około 1,2 kWh + taca

Zużycie energii na defrost w ciągu jednego dnia

Przy dużej wilgotności powietrza i temperaturach w okolicy 0°C pompa ciepła może potrzebować nawet około 10 typowych defrostów w ciągu doby. Oznacza to zużycie energii rzędu 8 kWh na same procesy odszraniania. Przy dobowym zużyciu energii przez pompę ciepła wynoszącym około 40 kWh defrosty mogą odpowiadać nawet za około 20% całkowitego zużycia energii elektrycznej. Należy podkreślić, że jest to scenariusz skrajny, charakterystyczny dla bardzo niesprzyjających warunków pogodowych.

Liczbę i koszt defrostów można ograniczyć poprzez odpowiedni sposób pracy pompy ciepła, polegający przede wszystkim na programowaniu możliwie długich cykli pracy z niską mocą zamiast krótkich cykli z dużą mocą, zastosowaniu większej histerezy pracy, która ogranicza liczbę startów sprężarki i wychłodzeń parownika, oraz utrzymywaniu możliwie niskiej temperatury zasilania instalacji grzewczej – oczywiście na poziomie zapewniającym komfort cieplny w budynku. Zbyt wysoka temperatura zasilania prowadzi bowiem do większego przechłodzenia parownika, intensywniejszego oszraniania, a w konsekwencji do częstszych defrostów.

Opracowanie własne.