Jaka moc pompy ciepła: jak obliczyć moc pompy ciepła – zapotrzebowanie cieplne budynku
A zatem: jak dobrać moc pompy ciepła? Zadanie to zawsze opiera się przede wszystkim na ocenie zapotrzebowania danego budynku na moc cieplną. Analizując zapotrzebowanie energetyczne budynku, uwzględnia się między innymi ciepło emitowane przez urządzenia elektryczne i osoby przebywające w domu, jak i ciepło, które przenika do wnętrza przez ściany, dach czy drzwi. Z drugiej strony, pod uwagę należy wziąć naturalne straty ciepła, będących efektem obecności mostków termicznych (które znajdują się np. w okolicach okien czy drzwi) czy wentylacji.
Zapotrzebowanie cieplne budynku najczęściej podaje się według wskaźnika W/m², przykłady obliczone zgodnie z tym wskaźnikiem można znaleźć w dalszej części artykułu. Odnoszą się one do domów o standardowej wysokości pomieszczeń (2,5-2,7m). Żeby w obliczeniach być bardziej precyzyjnym, należy wziąć pod uwagę przelicznik W/m³, biorącym również pod uwagę ograniczenie kubatury przez skosy na piętrze lub w drugą stronę, wysokie sufity. Odpowiednie przedziały w zależności od izolacji podaliśmy w tabeli poniżej, przy szacunkowych obliczeniach polecamy skupić się właśnie na nich i z większą dokładnością oszacować kubaturę budynku. Oszacowanie zapotrzebowania domu na energię cieplną nie jest jednak zadaniem prostym, ponieważ zależy ono nie tylko od powierzchni domu, ale też rodzaju budynku, rodzaju okien czy stopnia izolacji termicznej. Umownie możemy przyjąć, że zapotrzebowanie energetyczne dla poszczególnych domów wynosi:
Podkreślmy to jednak jeszcze raz: powyższe dane są orientacyjne i należy je traktować wyłącznie jako ogólną wskazówkę. Najlepszym sposobem na określenie zapotrzebowania domu na energię cieplną jest przeprowadzenie audytu energetycznego. Współcześnie dba się o to, by zapotrzebowanie energetyczne budynku było jak najmniejsze i dom zbudowany po roku 2021 z uwzględnieniem odpowiednich standardów powinien mieć zapotrzebowanie na ciepło w przedziale 30-45 W/m².
Jak dobrać moc pompy ciepła?
Dobór mocy pompy ciepła nie jest zadaniem prostym. By ocenić, jakiej mocy pompa ciepła YORK będzie odpowiednia do Twojego domu, trzeba dokładnie przeanalizować szereg czynników. Omówmy je dokładniej po kolei.
Rodzaje pomp ciepła a moc urządzenia
Pompy ciepła, jak powiedzieliśmy na samym wstępie, są urządzeniami, które mogą pobierać energię cieplną z różnych źródeł. Zdecydowanie najpopularniejsze są powietrzne pompy ciepła, które nie wymagają wykonywania odwiertów czy posiadania dostępu do wód znajdujących się pod powierzchnią gruntu. Jednocześnie należy pamiętać o tym, że temperatura powietrza w ciągu roku jest znacznie bardziej zmienna, niż temperatura gruntu. Należy zatem dobrać moc pompy ciepła z uwzględnieniem skoków temperatury, dzięki czemu urządzenie będzie mogło efektywnie pracować także w zimie, przy mrozach.
Analizując moc pompy w kontekście różnych typów urządzeń, musimy też wspomnieć o specyfice pomp typu split. Pompa ciepła split składa się z dwóch jednostek: zewnętrznej, umieszczonej na zewnątrz budynku i wewnętrznej, którą montuje się w domu, zazwyczaj w pomieszczeniu gospodarczym. Jeżeli odległość pomiędzy jednostkami jest większa niż 15m, warto szczególnie zadbać o bardzo dobrą izolację przewodów instalacji czynnika chłodniczego. Długie połączenia chłodnicze sprzyjają bowiem utracie energii, czego skutkiem może być niewystarczające dogrzanie pomieszczeń. Istotne jest też to, czy planowana jest pompa ciepła CWU z zasobnikiem.
Punkt biwalentny a moc pompy ciepła
Punktem biwalentnym nazywamy temperaturę na zewnątrz budynku, poniżej której pompa ciepła nie jest w stanie pokryć całego zapotrzebowania energii cieplnej w domu. Niezbędne może być wówczas wspomagające źródło ciepła, takie jak grzałka elektryczna.
Punkt biwalentny przy montażu pompy ciepła określa się na podstawie strefy, których w Polsce jest pięć. W zależności od położenia geograficznego budynku, projektowa temperatura obliczeniowa zewnętrzna jest inna:
- strefa I (m.in. Gdańsk i Szczecin): -16°C – zalecana temperatura punktu biwalentnego: -4°C/-7°C;
- strefa II (np. Poznań i Wrocław): -18°C – zalecana temperatura punktu biwalentnego: -5°C/-8°C;
- strefa III (Kraków, Łódź, Warszawa): -20°C – zalecana temperatura punktu biwalentnego: -6°C/ -9 °C;
- strefa IV (np. Białystok, Olsztyn): -22°C – zalecana temperatura punktu biwalentnego: -7°C/-10°C;
- strefa V (m.in. Suwałki i Zakopane): -24°C – zalecana temperatura punktu biwalentnego: -8°C/-11°C.
Uwzględnienie punktu biwalentnego jest niezbędne przy obliczaniu dokładnej mocy pompy ciepła.
Dobór mocy pompy ciepła a komfort cieplny
Niewątpliwie podczas obliczania optymalnej mocy pompy ciepła istotne jest uwzględnienie komfortu cieplnego domowników. Nieprawidłowo dobrane wymagania cieplne może prowadzić do niedostatecznego ogrzewania lub chłodzenia pomieszczeń, co wpłynie na wygodę i samopoczucie Twoje i Twoich bliskich, a co więcej, może prowadzić do wzrostu kosztów eksploatacji. Dlatego konieczne jest uwzględnienie preferencji dotyczących temperatury wewnętrznej oraz częstotliwości użytkowania budynku.
Komfort cieplny jest sprawą indywidualną, jednak należy mieć na uwadze to, że standardowo za optymalną temperaturę w domu uznaje się taką, która mieści się w przedziale 18-24°C.
Jakiej mocy pompa ciepła będzie dla mnie odpowiednia?
Jak widzisz, obliczenie, jaka moc pompy ciepła będzie optymalna dla Twojego domu, nie jest zadaniem prostym. Chcąc obliczyć jej moc, powinieneś wziąć pod uwagę następujące czynniki:
- rodzaj budynku (orientacyjna data budowy i stopień izolacji cieplnej);
- łączna powierzchnia domu;
- wysokość kondygnacji;
- położenie geograficzne budynku, określane na podstawie stref klimatycznych;
- pożądana temperatura w domu.
Podczas wyboru mocy pompy ciepła, ważne jest dodatkowo uwzględnienie dwóch współczynników: COP i SCOP.
Współczynnik COP
Współczynnik COP (Coefficient of Performance) to wskaźnik efektywności pompy ciepła podczas trybu ogrzewania. Określa on stosunek dostarczonej ciepła do zużytej energii elektrycznej. Im wyższy jest współczynnik COP, tym bardziej efektywna jest pompa ciepła, ponieważ dostarcza więcej ciepła przy mniejszym zużyciu energii elektrycznej. W praktyce pompy ciepła o wyższym współczynniku COP są bardziej ekonomiczne i oszczędne w eksploatacji.
Współczynnik SCOP
Współczynnik SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) jest najważniejszym parametrem efektywności pompy ciepła, uwzględniającym jej wydajność w różnych warunkach zewnętrznych i w różnych okresach roku. SCOP jest obliczany na podstawie przewidywanej wydajności pompy ciepła w ciągu całego sezonu grzewczego, uwzględniając różne temperatury zewnętrzne i zmienne obciążenia cieplnego budynku. W przeciwieństwie do standardowego COP, współczynnik SCOP daje bardziej wszechstronną ocenę wydajności pompy ciepła przez cały rok.
Jaka moc pompy ciepła do domu 200 m²?
Po przeczytaniu powyższego tekstu wiesz już, że sam metraż budynku to zbyt mało, by oszacować optymalną moc potrzebną do ogrzania domu. Optymalne parametry pompy ciepła powinny być zawsze określone na podstawie dokładnych obliczeń, wykonanych przez przeszkolonego i akredytowanego instalatora.
Oczywiście, orientacyjnie dobór mocy pompy ciepła możemy przeprowadzić w uproszczony sposób, mnożąc powierzchnię budynku przez wskaźnik zapotrzebowania budynku na energię cieplną. Na potrzeby artykułu przyjmijmy zatem, że chcemy wyznaczyć moc pompy ciepła do nowego domu o metrażu 200 m², który jest wyposażony w ogrzewanie podłogowe, a zastosowana technologia sprawia, że jego zapotrzebowanie na ciepło wynosi 50 W/m²:
200 m² x 50 W/m² = 10 000 W, czyli 10 kW.
Jaka moc pompy ciepła do domu 120 m²?
Teraz przyjmijmy, że powierzchnia domu wynosi 120 m². Weźmy za przykład dom starszy, ale z wymienionymi oknami. Dom ma stosunkowo słabą izolację cieplną i jego zapotrzebowanie na ciepło wynosi 130 W/m2. Jaką moc powinna mieć montowana pompa ciepła?
120 m² x 130 W/m² = 15 600 W, czyli 15,6 kW.
W tym przypadku przy doborze mocy pompy ciepła otrzymany wynik należy zaokrąglić do 16 kW.
Pompa ciepła dom 100 m² – jaka moc?
Teraz, na przykładzie dwóch różnych domów o takiej samej powierzchni, pokażemy Ci, jak duży wpływ ma zapotrzebowanie cieplne domu na pompę ciepła. Weźmy dwa skrajne przypadki: pierwszym będzie stary dom o słabej izolacji, którego zapotrzebowanie na ciepło wynosi 150 W/m². Z drugiej strony mamy nowobudowany dom, którego zapotrzebowanie energetyczne wynosi 30 W/m²:
- Dom pierwszy: 100 m² x 150 W/m² = 15 000 W, czyli 15 kW.
- Dom drugi: 100 m² x 30 W/m² = 3 000 W, czyli 3 kW.
Oczywiście, są to dwa skrajne przypadki, jednak bardzo dobrze obrazują one, jak trudno jest dobrać optymalną moc pompy ciepła do domu, bazując tylko na metrażu budynku.
Jaka moc pompy ciepła do domu 150 m²?
Na koniec dokonajmy przybliżonego pomiaru mocy pompy ciepła do nieco starszego domu docieplonego, ze stosunkowo dobrą izolacją termiczną, o powierzchni wynoszącej 150 m2. Uznajmy zatem, że jego zapotrzebowanie na ciepło wynosi 80 W/m2.
150 m² x 80 W/m² = 12 000 W, czyli 12 kW.
Poniżej przedstawiamy również zapotrzebowanie na moc grzewczą w odniesieniu do kubatury:
Jaka moc fotowoltaiki do pompy ciepła?
Fotowoltaika połączona z pompą ciepła jest bardzo popularnym rozwiązaniem w nowobudowanych domach, w których ceni się niezależność energetyczną oraz troskę o środowisko naturalne. Tutaj także precyzyjne wyliczenie odpowiedniej mocy powinno być obowiązkiem doświadczonego instalatora. Możemy jednak przyjąć, że na każdy 1 kW mocy pompy ciepła należy dobrać około 0,5-08 kWp mocy instalacji fotowoltaicznej.
Kupno pompy ciepła nie jest zdaniem prostym. Pamiętaj, że moc urządzenia to tylko jeden z wielu aspektów, które należy dokładnie przeanalizować. Warto zatem skontaktować się z naszymi specjalistami YORK, którzy doradzą, czy lepszy jest montaż pompy ciepła monoblok, czy split, a także zarekomendują ewentualne dodatkowe rozwiązania.
