Porównanie efektywności pomp ciepła – czynnik R32 vs. czynnik R290

• Pompy ciepła z czynnikiem R290 (propan) wykazują wyższą efektywność, w większości przypadków dotyczy to niskich temperatur zewnętrznych oraz wyższych temperatur na wyjściu z urządzenia, co przekłada się na realne oszczędności eksploatacyjne w skali roku.
• Wraz ze wzrostem mocy urządzenia różnice między czynnikami R32 i R290 stają się coraz bardziej wyraźne – przy większych jednostkach (np. 16 kW) przewaga R290 sięga nawet kilkunastu procent przy temperaturze 55°C.
• Efektywność pomp ciepła zależy od temperatury zewnętrznej, temperatury wody zasilającej, mocy generowanej oraz generacji urządzenia. Przy niższych temperaturach wody różnice w efektywności są mniejsze w porównaniu do wyższych temperatur.
• Natomiast w bardziej wymagających warunkach pompy z czynnikiem R290 zapewniają bardziej ekonomiczną pracę w porównaniu do R32.

Porównanie efektywności pomp ciepła na R32 i R290

W ramach cyklu Webinarowa Środa naszym gościem był Grzegorz Kuśnierz z firmy Panasonic. Podczas spotkania zaprezentował on porównanie efektywności pomp ciepła Panasonic, wykorzystujących dwa różne czynniki robocze – R32 oraz R290 (propan). 

Ekspert zwrócił uwagę, że temat ten cieszy się dużym zainteresowaniem zarówno wśród instalatorów, jak i inwestorów. W swojej prezentacji omówił różnice w efektywności energetycznej urządzeń pracujących na poszczególnych czynnikach oraz wskazał, w jakich warunkach można zauważyć największe rozbieżności. Celem spotkania było udzielenie odpowiedzi na często pojawiające się pytanie: który z czynników – R32 czy R290 – zapewnia wyższą efektywność pracy pompy ciepła. 

W analizie efektywności pomp ciepła kluczowe znaczenie mają: temperatura zewnętrzna, temperatura wody wychodzącej z pompy ciepła, moc generowana i generacja urządzenia. Jak wiadomo, im niższa temperatura zasilania, tym wyższa efektywność pracy pompy. Grzegorz Kuśnierz omówił wszystkie modele dostępne w katalogu produktowym firmy Panasonic, natomiast my skupimy się na dwóch skrajnych przykładach – najmniejszej pompie o mocy 5 kW oraz największej, 16-kilowatowej jednostce. 

Czynnik R32 i R290 – jaki wpływ na efektywność ma temperatura zasilania?

Na początek sprawdźmy, jak zmienia się współczynnik COP w zależności od temperatury zasilania oraz temperatury zewnętrznej. Do analizy wykorzystano przykład pompy ciepła o mocy 5 kW – model serii L (R290) i serii K (R32). Porównanie przeprowadzono w dwóch typowych warunkach pracy:

• przy temperaturze zasilania 35°C, odpowiadającej ogrzewaniu podłogowemu,
• oraz przy 55°C, charakterystycznej dla instalacji grzejnikowych i przygotowania ciepłej wody użytkowej.

Na wykresie widać, że w dodatnich temperaturach zewnętrznych (+2°C, +7°C) obie jednostki osiągają bardzo zbliżone wartości COP, a zielone słupki, obrazujące różnice między nimi, wskazują na niewielkie odchylenia – około 1%. Wraz ze spadkiem temperatury różnice stają się jednak bardziej widoczne – przy –7°C i –15°C pompa pracująca na propanie uzyskuje o 8–9% wyższą efektywność w porównaniu z urządzeniem na R32.

Przy temperaturze zasilania 55°C obserwujemy podobną tendencję jak w poprzednim przypadku. W temperaturach dodatnich różnice między pompami są niewielkie – na poziomie 1–2%. Wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej przewaga pompy na R290 wyraźnie rośnie – przy –7°C wynosi około 12%, przy –15°C około 15%, a w –20°C sięga nawet 20%.

Widać wyraźnie, że różnice w efektywności rosną wraz ze wzrostem temperatury zasilania. Oznacza to, że w warunkach, gdzie często występują ujemne temperatury, pompa ciepła o mocy 5 kW na propan (R290) osiąga znacznie lepsze wyniki energetyczne, co może przełożyć się na realne oszczędności w skali roku w porównaniu z urządzeniem na R32.

Większa moc to większe różnice

W przypadku urządzeń o mocy 16 kW różnice między pompami na R32 a R290 stają się bardziej wyraźne niż w modelach o niższej mocy. Porównano tu serię M (R290) oraz serię T-CAP (R32). W umiarkowanych temperaturach zewnętrznych (+7°C) różnica w efektywności wynosi około 12% na korzyść pompy z czynnikiem R290. W niższych temperaturach (od –15°C do +2°C) przewaga ta utrzymuje się na poziomie 3–6%, natomiast przy –20°C rośnie już do około 16%.

Jeszcze większe rozbieżności widać przy temperaturze zasilania 55°C – w zakresie od –15°C do +7°C różnica w efektywności sięga 13–15%, a przy –20°C nawet 26%.

Analiza pokazuje, że różnice w efektywności pomp ciepła na czynniki R32 i R290 rosną zarówno wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej, jak i ze wzrostem temperatury zasilania. O ile w przypadku mniejszych jednostek (5 kW) wartości COP obu pomp pozostają zbliżone, to wraz ze wzrostem mocy – do 16 kW – przewaga pomp pracujących na propanie (R290) staje się coraz bardziej widoczna. Przy wyższych mocach i przy bardziej wymagających warunkach pracy (niskie temperatury zewnętrzne, wysoka temperatura na wyjściu z urządzenia) różnice mogą sięgać nawet kilkunastu, a miejscami ponad 20%, co przekłada się na znacznie wyższą efektywność energetyczną i realne oszczędności eksploatacyjne.

Opracowano na podstawie szkolenia z cyklu Webinarowa Środa