În practică, randamentul real al unei pompe de căldură diferă de cel teoretic, declarat de producători (COP din teste standardizate). Acest lucru se datorează faptului că funcționarea are loc într-un regim variabil, influențat de temperaturile exterioare, de necesarul de căldură al clădirii și de modul de utilizare.
Noțiuni esențiale
- COP (coefficient of performance) – raportul dintre energia termică livrată și energia electrică consumată, determinat în condiții standardizate de test.
- SCOP (seasonal COP) – coeficientul de performanță sezonier, care ia în calcul variațiile de temperatură și regimul real de funcționare pe durata unui sezon de încălzire.
- Randamentul real – valoarea efectivă a COP/SCOP obținută în funcționare, influențată de condițiile specifice clădirii și instalației.
Factori care reduc randamentul în regimul real
- Variația temperaturii sursei – la pompe aer-apă, pe măsură ce temperatura aerului exterior scade, scade și COP-ul.
- Temperatura agentului termic – dacă instalația necesită temperaturi mai mari (de ex. radiatoare), eficiența reală este mai mică decât în cazul încălzirii prin pardoseală.
- Porniri și opriri frecvente – dimensionarea greșită sau lipsa rezervorului tampon duce la cicluri scurte, care reduc randamentul.
- Degivrarea (pentru pompe aer-apă) – în condiții de temperatură scăzută și umiditate ridicată, pompa consumă energie pentru dezghețarea unității externe.
- Pierderile hidraulice și izolația clădirii – pierderile mari de căldură obligă pompa să funcționeze mai mult timp, cu COP mai redus.
- Condițiile de exploatare și mentenanță – filtre murdare, schimbătoare colmatate sau lipsa verificărilor periodice duce la scăderea randamentului.
Valori tipice ale randamentului real
- Pompe sol-apă și apă-apă – SCOP real: 3,5-5,0 (datorită stabilității sursei).
- Pompe aer-apă – SCOP real: 2,5-4,0 (variază mult în funcție de clima locală).
- Pompe aer-aer – SCOP real: 2,0-3,5, dar mai ieftine la instalare.
În regimul real, se poate considera că randamentul este cu 10–30% mai mic decât valorile COP declarate în teste de laborator.
Concluzie: Randamentul real al pompei de căldură reflectă condițiile efective de funcționare și interacțiunea cu clădirea și instalațiile aferente. Pentru a atinge valori cât mai apropiate de randamentul teoretic, sunt esențiale: o bună izolație termică a clădirii, un sistem de încălzire cu temperaturi joase, o dimensionare corectă a pompei și o mentenanță regulată.
Graficul comparativ arată diferența dintre COP-ul teoretic (valorile declarate de producător în condiții standardizate) și COP-ul real (în exploatare, cu pierderi datorate temperaturii exterioare scăzute, ciclurilor de funcționare și degivrării).
Se observă că la temperaturi pozitive diferența este mai mică, iar pe măsură ce temperatura exterioară scade sub 0 °C, COP-ul real se reduce semnificativ față de cel teoretic.
Graficul pentru pompele de căldură sol-apă
Se observă că diferența dintre COP-ul teoretic și COP-ul real este mult mai mică decât la pompele aer-apă. Motivul este stabilitatea temperaturii solului, care variază foarte puțin pe parcursul anului (aprox. 0-12 °C), ceea ce permite o funcționare constantă și eficientă.
În mod comparativ, diferențele pentru pompele aer-apă versus pompele sol-apă sunt prezentate mai jos:
Pompa aer-apă
- COP-ul teoretic pornește în jur de 4,5 la 7 °C, dar scade sub 2 °C când temperatura exterioară ajunge la -10…-15 °C.
- COP-ul real este cu 20–30% mai mic din cauza degivrării și a ciclurilor de funcționare, ajungând chiar aproape de 1,5 la temperaturi foarte scăzute.
Pompa sol-apă
- COP-ul teoretic se menține în intervalul 4,5-5,0, datorită temperaturii constante a solului (0-12 °C).
- COP-ul real este doar cu 5-10% mai mic decât cel teoretic, deci rămâne stabil în jur de 4-4,5.
Dacă ar fi reprezentate pe același grafic
- curbele pentru aer-apă ar coborî abrupt odată cu scăderea temperaturii exterioare,
- curbele pentru sol-apă ar fi aproape paralele și apropiate (teoretic vs. real), arătând stabilitate și randament constant.
Verificare
Întrebări de recapitulare
- De ce randamentul real este diferit de randamentul teoretic?
- Ce factori pot reduce COP-ul în exploatare?
- De ce pompele aer-apă sunt mai sensibile la temperatura exterioară?
- De ce pompele sol-apă au randament mai stabil?
- Ce măsuri ajută la apropierea randamentului real de cel teoretic?