Pompy ciepła w mroźne dni dają radę – analizujemy wyniki

Pompa dawała radę bez grzałek nawet przy -20 st. Celsjusza

Budynek, w którym pracuje pompa ciepła, której pracę chcemy przeanalizować zlokalizowany jest w okolicach Krakowa. Jest to nowy budynek o powierzchni blisko 230 m². Właściciel, utrzymuje w pomieszczeniach temperaturę  21 st. Celsjusza, a w łazienkach 22 st. Celsjusza. W mroźne dni temp. na zasilaniu instalacji C.O. była utrzymywana na poziomie 35 st. Celsjusza. Na dachu budynku zainstalowano system fotowoltaiczny o mocy 17 kW.

Poniżej prezentujemy wykres ze statystykami z pierwszych 9-ciu dni stycznia. Ukazano na nim w jaki sposób korelowało się zapotrzebowanie na energię pompy ciepła z średniodobową temp. na zewnątrz.

Jak odczytać wykres? Czerwoną przerywaną linią zaznaczono średnie dobowe temperatury (zewnętrzne) od 1-go do 9-go stycznia. Niebieskie słupki wskazują dzienne zużycie energii przez pompę ciepła. Skąd wiadomo, ile dokładnie zużyła pompa ciepła? W analizowanym przykładzie, w instalacji pracuje oddzielny licznik energii, który analizuje pracę pompy ciepła. Osobno również zliczana jest energia zużyta na potrzeby pracy urządzeń pomocniczych, tj. pomp obiegowych czy sterownika. 

Sprawdźmy jak było ze sprawnością dnia 9-go stycznia, kiedy średnia dobowa temperatura wyniosła -16 st. Celsjusza. I tu dosyć pozytywnie zaskoczenie . W ciągu doby 9-go stycznia pompa ciepła osiągnęła 70% mocy. Tym samym bez pracy grzałek zostało ok. 30% mocy do rozdysponowania na wypadek jeszcze niższych temperatur .

Nie da się ukryć, że im większy mróz, tym większe ryzyko awarii pompy ciepła. Jak więc powinniśmy przygotować system grzewczy na taką ewentualność? 

Użytkownik podniósł temperaturę o 0,5 st. Celsjusza. To na wypadek awarii pompy ciepła, kiedy do grzania zostałyby same grzałki, których mam ok. 9kW. Taki mały zapas to dobre zabezpieczenie na wypadek awarii i spadku temperatury w systemie 

Na wykresie dobrze widać też prostą korelację, której należałoby się spodziewać: wraz ze wzrostem temperatury, spada zapotrzebowanie na energię. I na odwrót: spadająca temperatura sprawia, że rośnie zapotrzebowanie na energię dla pompy ciepła. Z czego wynika ta korelacja? Oczywiście mróz powoduje wzrost zapotrzebowania energetycznego budynku. Jednocześnie też spada wskaźnik COP pompy ciepła. 

Co powinno zwrócić szczególną uwagę? Z 8-go na 9-go stycznia mimo spadku temp. zewnętrznej spadło zapotrzebowanie na energię. 

W tym przypadku główną przyczyną mogą być zyski słoneczne zaabsorbowane przez budynek dzięki przeszkleniem od strony południowej. Przypomnijmy, że budynek jest nowy, dobrze zaizolowany, ze znacznymi przeszkleniami od strony południowej.  Mimo utrzymujących się temperatur rzędu -10 st. Celsjusza zyski słoneczne (i to zimą!) były na tyle duże, że mimo ujemnych temp. pompa ciepła pracowała “na pół gwizdka”.

Co z prądem do pompy ciepła?

Tak się składa, że i na to mamy przygotowany wykres. Przypomnijmy, n adachu tego budynku rpracuje elektrownia fotowoltaiczna. Dnia 9-go stycznia pompa ciepła w tym konkretnym domu potrzebowała 48 kWh energii elektrycznej. Cały budynek zużył 63 kWh energii, tym samym na potrzeby bytowe domowników zużyto 15 kWh (63 kWh - 48 kWh=15 kWh).

Źródło: Energetyczny Talk Show.

9-go stycznia ponad 58% energii zużytej w tym gospodarstwie domowym zostało wyprodukowane przez instalację fotowoltaiczną współpracującą z magazynem energii. Z sieci pobrano (zakup) dokładnie 41,7% z całości energii elektrycznej zużytej tego dnia. 

Analizując wcześniejsze dane dotyczące tego budynku widzimy, że w grudniu instalacja fotowoltaiczna działająca na dachu analizowanego domu wyprodukowała ok. 38% zużytej energii. To naprawdę dobry wynik jak dla zimowego miesiąca.  To przykład tego, że OZE w polskich warunkach zdaje egzamin, a odpowiednio zaplanowane i przemyślane systemy oparte na odnawialnych źródłach mogą z powodzeniem zasilać w ciepło i energię nasze domy. 

 Podsumowując, analiza pracy pomp ciepła w ekstremalnych warunkach dostarcza nam cennych informacji na temat ich wydajności i potencjału w realnych warunkach zimowych. To zachęcający sygnał dla rozwoju bardziej zrównoważonych i efektywnych systemów ogrzewania.

Praca pompy ciepła na mrozie i 7 zmian w Czystym Powietrzu - Energetyczny Talk Show

Źródło: Energetyczny Talk Show, Youtube GLOBENERGIA