Pompa ciepła i niskie zużycie prądu. Oszczędne ustawienia

[marxxx]

Rok 2024 okazał się rekordowym pod względem niskiego zużycia prądu przez moja pompę ciepła. Zawdzięczam to dwóm czynnikom, po pierwsze stosunkowo ciepłej aurze, a po drugie ustawieniom pompy ciepła. Posiadając ogrzewanie podłogowe i powietrzna pompę ciepła można sporo zaoszczędzić. Posiadacze fotowoltaiki zyskają podwójnie. Dziś powiem jak zwiększyć sprawność pompy ciepła przy okazji zmniejszając taktowanie pompy i wydłużając jej żywotność.

Cały film
https://youtu.be/4yE03xzBAfY?si=rOJlahmR75cZPN1n

Obecnie każda nowoczesna powietrzna pompa ciepła jest inwerterowa czyli może zmieniać moc w zależności od potrzeb, a także ma możliwość ustawienia harmonogramu pracy. Pozwala to na wyraźne podniesienie wskaźnika COP, a także na zmniejszenie ilości uruchomień sprężarki co znacznie wydłuży żywotność pompy/

Jak podnieść COP, zmniejszyć zużycie prądu i ograniczyć taktowanie pompy ciepła?

Aby zrozumieć na czym polega oszczędność, przypomnę że powietrzne pompy ciepła zużywają najmniej prądu, jeśli różnica temperatur pomiędzy dolnym źródłem czyli powietrzem na zewnątrz, a górnym źródłem, czyli temperaturą do jakiej grzana jest woda jest najmniejsza.

Przykładowo pompa zużyje mniej więcej tyle samo prądu, gdy przy temperaturze na zewnątrz -10 C zagrzeje wodę do 25C lub przy temperaturze powietrza 0C zagrzeje wodę do 35C. W obu przypadkach różnica temperatur wynosi 35C

Jednak krzywa grzewcza popy ciepła działa w ten sposób, że im chłodniej na zewnątrz, tym do wyższej temperatury grzeje wodę.
Wtedy różnica temperatur pomiędzy dolnym, a górnym źródłem może wynosić ponad 60 stopni Celsjusza. A to bardzo drogo kosztuje, a COP pompy spada poniżej 2.

Korzystnym czynnikiem jest to, że w dzień temperatury są zazwyczaj wyższe niż w nocy, przez co pompa zużyje znacznie mniej energii elektrycznej na wyprodukowanie takiej samej ilości ciepła. Współczynnik COP będzie znacznie wyższy. Innym czynnikiem zmniejszającym zużycie prądu jest niskotemperaturowa instalacja podłogowa z gęsto ułożonymi rurkami. Czym gęściej ułożymy rurki i czym większą powierzchnią będziemy oddawali ciepło, tym temperatura wody grzewczej może być niższa np 28 C zamiast 36C zachowując tą sama temperaturę w pomieszczeniu. Uzyskamy wyższe COP a co za tym idzie niższe zużycie prądu. Oszczędności uzyskamy wykorzystując wyższe temperatury dolnego źródła oraz bezwładność cieplną podłogówki która długo się nagrzewa, ale też długo oddaje ciepło. Mniej intensywna praca pompy w nocy spowoduje że temperatura w domu spadnie np o 1 lub 2C na ranem, kiedy zazwyczaj jesteśmy w pracy, a dzieci w szkole. Rozgrzewanie podłogi od wschodu słońca spowoduje że temperatura wróci do normy po godzinie 14, kiedy to domownicy zaczynają wracać do domu.

Pompy ciepła posiadają zaawansowane sterowniki, a wśród wielu funkcji jest harmonogram tygodniowy.
Ustawiłem PC w ten sposób że w najmroźniejsze miesiące (Grudzień, styczeń. luty) pracuje cały czas, ale w nocnych godzinach na odchyłce od krzywej grzewczej -4C lub -2C. Czym bliżej południa i temperatura na zewnątrz rośnie oraz zaczyna się produkcja prądu z fotowoltaiki to odchyłka co kilka godzin rośnie na plus o 2C, aby po zachodzie słońca znów powoli spadać. Unikać należy dużych zmian w odchyłce temperatury i obciążyć tak pompę aby jak najrzadziej się wyłączała.

W cieplejszych miesiącach , np Październik, listopad, marzec, kwiecień w godzinach nocnych pompa jest wyłączona. Czym cieplejszy okres i mniejsze potrzeby energetyczne budynku tym nocna przerwa w pracy pompy jest dłuższa.

Grzanie wody użytkowej także wymusiłem w godzinach popołudniowych, kiedy mamy wyższe temperatury na zewnątrz i prąd z bezpośredniej produkcji z Fotowoltaiki. Uzyskałem to ustawiając wyższe temperatury CWU w godzinach kiedy jest najcieplej na zewnątrz. Jednak harmonogram nie nadaje się do pomp gruntowych oraz jest mniej efektywne przy instalacji z kaloryferami.

Powyższe ustawiania pozwoliły mi na znaczne ograniczyć prądożerność i taktowania pompy ciepła. Jesienią i wiosną pompy taktuja czyli mają kilka startów na godzinę co znacznie skraca żywotność sprężarki. Pomocny w ograniczeniu taktowania jest też duży bufor ciepła.
Ten rok zamknął się zużyciem na poziomie 3520kWh, inne lata pompa pobierała nawet 4800kWh. SCOP czyli średnioroczny wskaźnik efektywności cieplnej wyniósł 4. Grzałka przez ponad 5 lat pracy (6 zima) przepracowała 6 godzin. Są to wskazania licznika pompy, realne zużycie jest i kilka, kilkanaście procent wyższe. Jak twierdzi wielu użytkowników pompy panasonica np nie wliczają do zużycia prądu z grzałki oraz pompy obiegowej.

Posiadając Instalacje fotowoltaiczną największe oszczędności uzyskamy zużywając na bieżąco prąd z własnej produkcji, ponieważ nie poniesiemy straty wynikającej z systemu opustów czyli dla instalacji o mocy do 10 kW za 1 kWh oddany do sieci prosument może odebrać 0,8 kWh.
Zmuszając pompę do intensywniejszej pracy w trakcie dnia dodatkowo nie tracimy na rozliczeniu energii z fotowoltaiki. Tyczy sie to prosumentów na starych zasadach, ale i w systemie netbillingu autokomsumpcja jest najbardziej opłacalna.