Tepelné čerpadlo: topný faktor (COP) a sezónní topný faktor (SCOP)
Pokud se zajímáte o tepelná čerpadla, určitě jste již slyšeli o takzvaném topném faktoru (COP) a sezónním topném faktoru (SCOP). Co se však ve skutečnosti skrývá za těmito klíčovými čísly a co říkají o účinnosti tepelných čerpadel?
- Jaký význam má COP tepelného čerpadla (topný faktor)?
- Jaké jsou předpoklady pro vysoký topný faktor?
- Výpočet a správná interpretace koeficientu výkonu tepelného čerpadla
- Jakou hodnotu COP můžeme považovat za dobrou?
- Roční faktory výkonnosti pro srovnání: Jak úsporné je moje tepelné čerpadlo??
- Hraje COP roli při dotacích na tepelná čerpadla?
- FAQ on the subject of COP and annual performance factor
Jaký význam má COP tepelného čerpadla (topný faktor)?
Topný faktor (COP) a sezónní topný faktor (SCOP) vyjadřují účinnost tepelného čerpadla. Představují poměr tepla, které generuje tepelné čerpadlo k hnací energii (elektrické energii) potřebné k tomuto účelu.
Definice koeficientů tepelného čerpadla:
- COP tepelného čerpadla se určuje v laboratorních podmínkách a vztahuje se pouze na tepelné čerpadlo, nikoli na příslušný topný systém. Hodnota COP je důležitá pro porovnání různých tepelných čerpadel před koupí.
- SCOP je hodnota COP tepelného čerpadla ve vztahu k venkovní teplotě (12 °C, 7 °C, 2 °C a -7 °C). SCOP je tedy o něco přesnější a realističtější než COP. Například tepelné čerpadlo Bosch Compress 7400i AW dosahuje velmi vysokého SCOP v hodnotě 5,1.
- Jedním z nejpřesnějších koeficientů je SPF – roční topný faktor, který se určuje individuálně v reálných podmínkách. Může jej vypočítat pouze autorizovaný projektant přibližně jeden rok po zakoupení a instalaci vašeho tepelného čerpadla tak, aby zohledňoval umístění a podmínky instalace tepelného čerpadla.
Jaký je rozdíl mezi COP a SCOP?
- COP i SCOP jsou velmi důležitými ukazateli účinnosti tepelných čerpadel. Ukazatel COP tepelného čerpadla nám říká, kolik tepla je tepelné čerpadlo schopno vyrobit v porovnání s množstvím elektrické energie, kterou spotřebuje. Například COP 4 vyjadřuje, že z 1 kW elektrické energie dokáže tepelné čerpadlo vyrobit 4 kW tepelné energie. Sezónní COP, tedy SCOP, nám vyjadřuje průměrnou hodnotu COP, které tepelné čerpadlo dosáhne v průběhu roku - zohledňuje tedy klimatické změny během ročních období. V zimě, kdy je venku chladno, bude COP tepelného čerpadla vzduch-voda nižší než v létě. SCOP tedy představuje realističtější, přesnější údaj o účinnosti než COP. Nejpřesněji nám účinnost vyjadřuje koeficient SPF, jelikož zohledňuje instalační podmínky konkrétního tepelného čerpadla. Ty však lze určit až po instalaci, proto jsou hodnoty COP a SCOP velmi důležitými údaji, které nám pomáhají při výběru a koupi tepelného čerpadla.
Je dobré vědět: Tepelné čerpadlo s nízkým koeficientem výkonu může při dobré izolaci dosáhnout vyššího COP než tepelného čerpadla s vysokou hodnotou COP ve špatně izolované staré budově.
Jaké jsou předpoklady pro vysoký topný faktor?
Faktory jako izolace, intenzita topení a další, ovlivňují roční topný faktor tepelného čerpadla. Pro optimální COP tepelného čerpadla jsou důležité:
- Zdroj tepla: Skutečné COP se liší od zdroje tepla. Pokud je jím tepelné čerpadlo vzduch-voda, ovlivňují jej zejména klimatické podmínky v místě instalace. Tepelná čerpadla země-voda a voda-voda těží z konstantní teploty země/podzemní vody, ale vyžadují větší investici.
- Teplota průtoku: Rozdíl teplot mezi zdrojem tepla z okolí a cílovou teplotou topného systému by měl být vždy co nejmenší. Důležitou roli zde hrají i rozvody vytápění, které by měly být ideálně velkoplošné (nástěnné nebo podlahové vytápění).
- Izolace: Čím lepší jsou obytné prostory, dveře, okna a pod. izolované, tím nižší je potřeba tepla.
- Klimatické podmínky: Zdrojem energie tepelných čerpadel vzduch-voda je vnější vzduch. Takže v chladnějších klimatických podmínkách může být COP těchto zařízení nižší než v oblastech s vyššími teplotami.
- Individuální potřeby vytápění: Každý z nás vnímá teplotu v interiéru jinak. V závislosti na tom, jakou teplotu chcete mít v obytných prostorách, rostou i vaše potřeby vytápění. To také ovlivňuje topný faktor. Stejně důležité je i správné větrání.
Čím vyšší je COP, tím více topné energie tepelné čerpadlo vyprodukuje v poměru ke spotřebované energii – jinými slovy, tím je hospodárnější. Z hlediska nákladů a výnosů se posuzuje hodnota COP rozdílně pro různé typy tepelných čerpadel: v případě tepelného čerpadla voda-voda nebo tepelného čerpadla země-voda byste měli očekávat hodnotu COP alespoň 4 z ekonomických důvodů. U tepelných čerpadel vzduch-voda se považuje za dostatečné i nižší číslo COP. Jak jsme již zmínili, skutečná účinnost tepelného čerpadla však vždy závisí na konstrukčních podmínkách budovy a podmínkách prostředí, takže je třeba přesné a individuální plánování a výpočet. Výrobce tepelného čerpadla může ručit pouze za COP stanovené za standardních podmínek, nikoli však za jednotlivý roční topný faktor.
Výpočet a správná interpretace koeficientu výkonu tepelného čerpadla
COP tepelného čerpadla se měří na základě definovaných předpokladů v laboratorních podmínkách podle DIN EN 14511. Pro výpočet hodnoty COP tepelného čerpadla potřebujete údaje pro topný výkon (Q) a výkon kompresoru (W), které je třeba navzájem vydělit. Výsledkem je poměr získaného užitečného tepla k elektrické energii použité v konkrétním provozním bodě.
Vzorec na výpočet COP je:
COP = Q / W
V zásadě si COP nevypočítáte sami, protože se tak děje podle definovaných norem. Informace o vypočteném koeficientu výkonu tepelného čerpadla naleznete v produktovém listu výrobce. V následujícím textu vysvětlíme, co znamenají zkratky COP a jak je správně interpretovat.
Příklad koeficientu výkonu tepelného čerpadla: COP A7 / W35 = 4,7
Hodnota COP se uvádí ve tvaru: písmeno hodnota ve °C / písmeno hodnota ve °C = hodnota COP. První písmeno označuje, o který zdroj tepla se jedná. A znamená vzduch, B znamená zemi a W znamená vodu nebo podzemní vodu. Písmeno za ním popisuje převládající úroveň teploty. Druhá hodnota písmene a čísla představuje výstupní teplotu topného systému. Co tedy znamená COP A7 W35? Jedná se o tepelné čerpadlo vzduch-voda, které pracuje při venkovní teplotě 7 stupňů, přičemž výstupní teplota dosahuje 35 stupňů. Za těchto podmínek dosahuje tepelné čerpadlo ve výše uvedeném příkladu COP 4,7. B0W35 by znamenalo, že tepelné čerpadlo země-voda pracuje s teplotou 0 stupňů a teplotou průtoku 35 stupňů. W10W50 uvádí, že tepelné čerpadlo voda-voda běží s teplotou vody 10 stupňů a výstupní teplotou 50 stupňů v provozu.
Dobré vědět: COP pro tepelná čerpadla se liší v závislosti na venkovní teplotě a teplotě průtoku. Nízká výstupní teplota 35 stupňů naznačuje, že tepelné čerpadlo je provozováno s podlahovým vytápěním. Běžná tepelná čerpadla fungují nejefektivněji při výstupních teplotách pod 50 stupňů, což je možné iu radiátorů pro tepelná čerpadla. Čím vyšší je venkovní teplota během měření, tím efektivněji může tepelné čerpadlo pracovat, což se patřičně projeví vyšším topným faktorem. COP tepelných čerpadel lze proto zlepšit snížením teplotního rozdílu mezi zdrojem energie a teplotou průtoku. Reálné by bylo měřit COP tepelného čerpadla při venkovní teplotě 2 stupně, což je běžný standard.
Jakou hodnotu COP můžeme považovat za dobrou?
COP je důležitý parametr pro porovnání účinnosti tepelných čerpadel. Čím vyšší je hodnota COP, tím je tepelné čerpadlo účinnější. Obecně jsou dobré hodnoty COP mezi 3 a 5. COP pod 3 obvykle znamená, že tepelné čerpadlo nepracuje ekonomicky. Která hodnota COP se považuje za dobrou, se liší v závislosti na typu tepelného čerpadla. Pro tepelná čerpadla vzduch-voda se COP 3 nebo více považuje za dobré. To znamená, že jedna kilowatthodina elektřiny poskytuje tři kilowatthodiny tepla.
Které tepelné čerpadlo má nejlepší hodnotu COP?
Tepelná čerpadla vzduch/voda dosahují hodnot COP 3,4 až 4,1. Je to způsobeno tím, že tepelná čerpadla pracují méně efektivně při teplotách pod nulou a na podporu provozu vytápění v chladném počasí zapnou elektrický ohřívač.
Nejlepšího COP dosahují tepelná čerpadla se zdrojem vody s hodnotami 4,9 až 5,8. Tepelná čerpadla země/voda dosahují rovněž vysokých hodnot COP 4,4 až 4,8. Tepelná čerpadla vzduch/voda dosahují všeobecně nižších hodnot COP 3,4 až 4,1. Je to způsobeno tím, že tepelná čerpadla vzduch/voda pracují méně efektivně při teplotách pod nulou a na podporu provozu vytápění v chladném počasí zapnou elektrický dotop.
Níže je uveden přehled typických hodnot COP pro jednotlivé typy tepelných čerpadel:
Srovnání hodnot COP tepelných čerpadel
- Tepelné čerpadlo vzduch/voda: COP 3,4 - 4,1
- Tepelné čerpadlo země/voda: COP 4,4 - 4,8
- Tepelné čerpadlo voda/voda: COP 4,9 - 5,8
- Tepelné čerpadlo pro přípravu teplé vody: COP 3,7 - 4,3
Roční faktory výkonnosti pro srovnání: Jak úsporné je moje tepelné čerpadlo??
Roční výkonový faktor tepelného čerpadla udává jeho účinnost, tj. hospodárnost: čím vyšší číslo, tím vyšší je účinnost tepelného čerpadla a tím nižší je spotřeba elektřiny, což následně vede k nižším nákladům na vytápění.
Co vypovídá roční výkonový faktor o účinnosti tepelných čerpadel? Sezónní výkonový faktor se stanovuje individuálně pro konkrétní budovu a topný systém a liší se v závislosti na zdroji tepla (země, voda nebo vzduch). Roční výkonový faktor 5 například znamená, že topný systém dodá 5 kWh tepla při spotřebě 1 kWh elektrické energie. Moderní tepelná čerpadla obvykle dosahují ročního výkonového faktoru mezi 3 a 5. Následující tabulka uvádí přehled průměrných ročních výkonových faktorů v závislosti na typu tepelného čerpadla:
| Typ tepelného čerpadla | Průměrný roční výkonový faktor |
|---|---|
| Tepelné čerpadlo vzduch/voda | 2,5 - 3 |
| Tepelné čerpadlo země/voda (vrt) | 4 - 4,5 |
| Tepelné čerpadlo země/voda (kolektor) | 3,5 - 4 |
| Tepelné čerpadlo voda/voda | 5 |
Hraje COP roli při dotacích na tepelná čerpadla?
Koeficient COP a SCOP poskytují informace o účinnosti tepelných čerpadel, nejsou však rozhodující jako předpoklad financování. Důležitá je hodnota sezónní energetické účinnosti zařízení, tedy energetický štítek.
Aby mohlo být tepelné čerpadlo zařazeno mezi zařízení, na která si domácnosti mohou žádat o příspěvek na instalaci, je třeba aby splňovalo základní technické podmínky. Například prokázaný druh použitého chladiva, registraci v Evropském registru výrobků s energetickým označením (databáze EPREL), třídu sezónní energetické účinnosti nebo potvrzení výrobce o minimální předpokládané životnosti tepelného čerpadla.
Pro aktuální informace o podmínkách a výši dotací navštivte oficiální webstránku projektu.