Zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła: sposób obliczania + 3 przydatne symulatory

Zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła: sposób obliczania + 3 przydatne symulatory

5/5 - (11 głosy)

Omówmy nieco bardziej szczegółowo zużycie energii przez pompę ciepła

Krótkie przypomnienie o pompie ciepła

Ogólna obsługa pompy ciepła

Pompa ciepła jest maszyną elektryczny. Wykorzystuje on energia elektryczna dostarczany przez dostawcę energii elektrycznej, aby uruchomić jego obieg chłodniczy i tym samym "wpompować" kalorie do środowiska naturalnego. Opiera się na tej samej zasadzie termodynamicznej co lodówka i wykorzystuje sprężarkę, zawór rozprężny, skraplacz i parownik.

Uwaga: jeśli jesteś we Francji lub Belgii, możesz otrzymać 3 darmowe wyceny za pomocą poniższego narzędzia. Nie jest jeszcze dostępny w Szwajcarii.

W pompie ciepła są dwa główne odbiorniki energii elektrycznej:

  • Przede wszystkim sprężarka pompy ciepła. Jest to silnik cyklu chłodniczego, dzięki któremu można mieć ogrzewanie. Do działania potrzebuje energii elektrycznej.
  • Następnie elektryczny element grzejny. Wystrzegaj się tych ostatnich. Rzeczywiście, wiele pomp ciepła jest w nie wyposażonych, aby poradzić sobie z bardzo niskimi temperaturami. Ponieważ pompa ciepła przechwytuje mniej energii, gdy temperatury są niskie. Jeśli jest używany tylko jako zapasowy, wszystko jest w porządku i tylko nieznacznie zwiększy rachunek pod koniec roku, w zależności od tego, jak zimny jest twój region.

Znajduje się tam również wentylator oraz inne elementy, takie jak zawory czy pompy. Ale ich pobór mocy jest ogólnie niski.

Różne rodzaje pomp ciepła

Istnieją 4 główne rodziny pomp ciepła do ogrzewania domu:

  1. Aerotermia lub pompy ciepła powietrze/woda: Pobierają one ciepło z powietrza zewnętrznego i "oddają" je poprzez układ chłodniczy do instalacji wodnej w domu.
  2. Pompy ciepła typu woda-woda: Pobierają one kalorie z naturalnego źródła wody (na przykład z jeziora) i redystrybuują tę energię do domowego systemu wodnego.
  3. Pompy ciepła geotermalne lub gruntowo-wodne: Pobierają one kalorie z ziemi poprzez sondę geotermalną w Twoim ogrodzie (od 50 do 200 m głębokości lub więcej w zależności od wymaganej mocy). Następnie, nadal na tej samej zasadzie, ciepło dociera do sieci wodnej dzięki kondensatorowi, który wymienia energię.
  4. Pompy ciepła typu powietrze-powietrze: te jednostki, które są zawieszone na ścianie. Nie są one polecane do celów grzewczych, ponieważ są mało wydajne. Pobierają one energię z powietrza na zewnątrz za pomocą jednostki zewnętrznej i wysyłają ją z powrotem do powietrza w pomieszczeniu.

Każdy z tych typów pomp ciepła ma inną pracę i wydajność, co nieuchronnie wpływa na zużycie. Na przykład pompy ciepła aqua thermal (woda-woda) mają naturalnie doskonałą wydajność, podczas gdy pompy ciepła powietrze-powietrze są słabe do ogrzewania.

W praktyce obserwuje się to poprzez wyższy lub niższy COP dla każdej maszyny. Dla przypomnienia, COP czyli współczynnik wydajności to stosunek produkcji energii grzewczej w kWh do zużycia energii elektrycznej w kWh. Oto kolejność pomysłów COP :

  • Pompa ciepła typu powietrze-powietrze: COP = 2 do 3 (1kWh zużytej energii elektrycznej = 2 lub 3 kWh wyprodukowane do ogrzewania)
  • Pompa ciepła powietrze-woda: COP = 3 do 4
  • Solarna pompa ciepła do wody: COP = 4 do 5+.
  • Pompa ciepła woda-woda: COP = 5 do 7+.

Jeśli wcześniej korzystałeś z ogrzewania czysto elektrycznego, możesz w przybliżeniu podzielić swój stary rachunek przez wartość COP, aby uzyskać szacunkowe nowe zużycie z pompą ciepła.

Zużycie energii elektrycznej odgrywa ważną rolę w obliczenie ceny końcowej pompy ciepła w Szwajcariilub we Francji. Stanowi on koszty, które będą miały wpływ na czas trwania zwrot z inwestycji.

Więcej informacji ile WPR będzie zużywaćMożna zastosować kilka metod przybliżania które są sobie równe.



Zużycie pompy ciepła na podstawie poboru mocy

Zasada jest prosta Przykładowo pompa ciepła ma pobór mocy 2,2 kW, podobnie jak w Yutaki Combi S 11 kW.

Wiadomo, że średnio pompa ciepła pracuje :

2300 godzin na wysokości ponad 800m, aby zapewnić samo ogrzewanie.

2500 godzin na wysokości ponad 800m, aby zapewnić ogrzewanie i ciepłą wodę.

2000 godzin na wysokości poniżej 800 m n.p.m., aby zapewnić samo ogrzewanie. 

I wreszcie 2300 godzin również na wysokości poniżej 800m, aby zapewnić ogrzewanie i ciepłą wodę.


Mnożymy więc po prostu moc wejściową w kW przez średni czas pracy w godzinach.

Jeśli mieszkamy na wysokości poniżej 800 m n.p.m., a pompa ciepła zapewnia ogrzewanie i ciepłą wodę użytkową to: 2,2kW x 2300 godzin = 5060KWh (Kilowatogodzin) będzie zużyciem energii elektrycznej przez naszą pompę ciepła. Przykład ten dotyczy ogrzewania podłogowego, ponieważ uwzględniliśmy moc pobieraną przy 35°C na wyjściu wody, jak podano na powyższym arkuszu.

Załóżmy, że cena jednej kWh wynosi 16 euro: rachunek wyniesie około 810 euro rocznie lub 68 euro miesięcznie.

Koszt ten można porównać z poprzednim zużyciem. Nie powinno to być jednak jedyne kryteria decyzyjne.

Zużycie pompy ciepła z wykorzystaniem współczynnika COP

W tej metodzie aproksymacji chodzi o to, aby obliczyć zużycie w poprzednich latach ze swoim starym systemem grzewczym. To jest remont energetyczny.

Dla przykładu wyobrażamy sobie dotychczasowe zużycie gazu na poziomie 2000m3 gazu rocznie na potrzeby ogrzewania i ciepłej wody. Te 2000m3 gazu to w rzeczywistości odpowiednik 22 000kWh energii elektrycznej, gdyż wartość opałowa gazu wynosi około 11. Jest to zatem samoistne zapotrzebowanie na ogrzewanie i ciepłą wodę dla danego budynku.


Producenci podają jednak wartości COP w swoich kartach technicznych. Załóżmy, że mamy COP na poziomie 3,5

Oznacza to, że pompa ciepła pobiera 3,5 razy więcej energii odnawialnej (z powietrza, wody lub gruntu) niż z sieci elektrycznej.

Jeśli więc podzielimy te 22'000kWh przez te 3,5 otrzymamy przybliżone zużycie końcowe pompy ciepła: w tym przypadku 6285kWh.

Oznaczałoby to rachunek, przy koszcie 16 cts € za kWh, w wysokości około 1000 € rocznie, czyli 84 € rocznie.

Średnie zużycie i konkretne przykłady

Szacuje się, że średnie zapotrzebowanie na ciepło waha się w zależności od klimatu od 35 do 50 W na m3, jeśli izolacja jest prawidłowa. Dom o powierzchni 120m2 miałby więc zapotrzebowanie na moc grzewczą w granicach 4200W - 6000W. W przykładach przyjęto, że dom jest ogrzewany przez podłogę (temperatura wody 35°C).

Tak więc 2 przykłady odpowiednich WPR to :

  • Hitachi Yutaki Combi S 2.0 - 6kW
  • Atlantic Fujitsu Alféa Extensa Duo A.I. 6 R32 5,5kW.
DomUrządzenieCOP A7/W35Pabsorbowany A7/W35Zużycie* kWh/rokrachunek** € / rok
Dom 120m2Yutaki Combi S 2.0 R325.250,82kW1886kWh / rok301€ / rok
Dom 120m2 Alféa Extensa Duo AI 6 R32 4.65 1,18kW 2714kWh / rok 434€ / rok
Dom 200m2Alféa Extensa Duo AI 10 R32 4.52,11kW4853kWh / rok776€ / rok

*praca pompy ciepła przez 2300 godzin, w ciągu 8 miesięcy ogrzewania

**16 cts € / kWh

Do zweryfikowania w rzeczywistości w zależności od sytuacji każdego człowieka

Zmienne, które wpływają na zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła

  • Pierwszą zmienną, która wpływa na roczną konsumpcję jest oczywiście klimat bieżącego roku. Jeśli zima jest ostra, a sezon trwa, pompa ciepła będzie pracować nieco dłużej. Zamiast np. średniej 2300 godzin, będziemy mieli rok, w którym pracuje on przez 2700 godzin. Ta zmienność 20% będzie miała bezpośrednie odzwierciedlenie w rachunku za energię elektryczną.
  • Po drugie, jedną ze zmiennych, która wpływa jest. temperatura wody na wyjściu z pompy ciepła. Jeśli masz grzejnik, to prawdopodobnie będzie to 35°C lub mniej. Jest to idealne rozwiązanie dla większości pomp ciepła. Jeśli jednak masz grzejniki, to temperatura wody na wylocie musi być wyższa, bo ich powierzchnia wymiany jest mniejsza. Zatem maszyna będzie pracować z inną prędkością, aby wytworzyć te wyższe temperatury, a COP będzie niższy. Zamiast 3,5 będzie to na przykład 2,8 (.Mniejszy COP = większe zużycie) Ta odmiana 20% będzie płacona przez Państwa bezpośrednio dostawcy energii elektrycznej. 
  • Na stronie inteligentny projekt Wielkość instalacji ma również wpływ na zużycie energii przez pompę ciepła. Jeśli jeden z projektantów zdecydował się umieścić w zbiorniku buforowym, który był zbyt duży, na przykład, to pompa ciepła może być stale uruchomiony, aby spróbować ogrzać ten ogromny zbiornik, a wszystko na nic. Z pewnością jest to część powodów, dla których istnieją certyfikaty lub inne etykiety dla pomp ciepła, aby zapewnić, że konstrukcja jest dobra. We Francji należy korzystać z usług specjalistów posiadających certyfikat RGE lub QualiPAC. W Szwajcarii jest to certyfikat GSP lub PAC Système Module.
  • Wreszcie możemy mówić o rezystancje elektryczneJeśli nie są one tylko do podtrzymania, mogą być włączone bez twojej wiedzy z powodu złego okablowania lub instalatora, który nie jest zaznajomiony z normami w okolicy. To może umieścić twoje koszty elektryczne na orbicie geostacjonarnej.

Zużycie pompy ciepła w zależności od typu

Być może zastanawiasz się, jaki rodzaj pompy ciepła wybrać, aby odpowiednio ogrzać swój dom, nie zużywając przy tym zbyt wiele energii. W zależności od źródła, z którego czerpiemy energię, sprawność jest różna, a co za tym idzie, różne jest zużycie.

Zużycie pompy ciepła typu powietrze-powietrze

Powietrze jest medium o mniejszej pojemności cieplnej niż woda, dlatego COP powietrznych pomp ciepła są zawsze niższe niż innych modeli pomp ciepła. Najlepiej unikać ogrzewania pompą ciepła typu powietrze-powietrze, chyba że ze względów finansowych nie opłaca się instalować pompy ciepła typu powietrze-woda i nie potrzebujemy ogrzewania często w ciągu roku.

Zużycie pompy ciepła powietrze-woda w kwh

Przedstawiona powyżej metoda (metody) pozwala w prosty sposób znaleźć swoje zużycie w kwh. Użyj wejścia zasilania, to jest najłatwiejsze. Preferowane są pompy ciepła powietrze-woda, ponieważ łatwiej jest przekazać ciepło do wody w instalacji wodnej, gdyż woda ma 4-krotnie większą pojemność cieplną niż powietrze. Zatem COP-y są znacznie lepsze, a zużycie mniejsze. Jednak w zimie nadal czerpiemy ciepło z zimnego powietrza, co nie jest optymalne. Idealnym sposobem na ograniczenie zużycia jest posiadanie źródła o stałej lub mało zmiennej temperaturze.

Zużycie pompy ciepła powietrze-woda dla domu o powierzchni 100m2

Weźmy taki powszechny we Francji przykład domu o powierzchni około 100m2. Zużycie zależy od zainstalowanego modelu. Weźmy standardowy przypadek pompy ciepła o mocy 7kW i średnim COP 3,5, która pracuje 2300 godzin rocznie. 7 / 3,5 = 2kW zaabsorbowane na sieci elektrycznej i to przez 2300 godzin, czyli 4600kWh w ciągu roku zużycia, co daje 800€ przy cenie kWh na poziomie 0,174€, a więc 66€ miesięcznie i 2,2€ dziennie.

Zużycie pompy ciepła typu woda-woda

W idealnej sytuacji są pompy ciepła, które czerpią swoje ciepło z wody. Te źródła mają dużo bardziej stabilną temperaturę w ciągu roku (jezioro lub rzeka, albo sonda geotermalna z glikolem). Aby maksymalnie ograniczyć zużycie energii jest ona najlepsza, ale z drugiej strony jest z reguły dużo droższa. Współczynnik COP może wzrosnąć do 5 lub 6, co pozwala na wyprodukowanie 6 razy więcej energii niż zużywamy w elektryczności.

Zużycie pompy ciepła do basenu

Ogrzewanie basenu to luksus daleki od jakichkolwiek rozważań ekologicznych. Trzeba podgrzewać dużą ilość wody przez kilka dni, aby uzyskać swoje 28 stopni w wodzie. I trzeba będzie ją utrzymywać, bo woda będzie tracić od 1 do 3°C dziennie. Będziesz musiał utrzymywać pompę ciepła w ruchu, co będzie Cię kosztować około 500 € rocznie dla standardowego basenu.

Oto symulator zużycia energii elektrycznej dla basenów: http://www.jcg2.fr/piscine_bilan.php

Symulator zużycia energii elektrycznej przez pompę ciepła: 3 narzędzia

Niewymieniony udział w konsumpcji: pójście dalej.

Kocioł gazowy wykorzystuje gaz, który jest wydobywany z naturalnych złóż i transportowany do Europy.

Pompa ciepła wykorzystuje energię elektryczną ze źródła produkcyjnego. Jednak to źródło produkcji ma również swoje wyjście. Może to być elektrownia olejowa, zapora wodna lub elektrownia jądrowa.

Na stronie ogólna wydajność produkcji energii elektrycznej wynosi około 40%. Nawet jeśli Niektóre turbiny Siemensa, takie jak SGT-8000H, osiągają obecnie rekordową sprawność ponad 60%. 

Kiedy więc mówimy, że COP na poziomie 3,5 oznacza 1kWh pobraną z sieci na każde 3,5kWh wyprodukowanej energii grzewczej, nie jest to ścisłe. 

Ponieważ do wyprodukowania tej 1kWh potrzebowaliśmy elektrowni o sprawności 40%. Ta 1kWh faktycznie kosztuje 1/0,4 czyli 2,5kWh, więc 2,5 raza więcej.

Porównajmy pompę ciepła i kocioł gazowy, aby zobaczyć absolutną różnicę.

Rozważmy pompę ciepła o średnim współczynniku efektywności 3,5 oraz kocioł gazowy o rocznej sprawności 97%.

Przy maksymalnym obciążeniu, a Pompa ciepła o mocy 10kW nie ma COP 3,5, a raczej 2,3 więc zużyje 10kW/2,3 = 4,34kW energii elektrycznej z sieci.

Ale do stworzenia tych 4,34kW potrzebowaliśmy przede wszystkim 2,5 razy więcej energii: czyli 10,85kW energii pierwotnej.

Na stronie kocioł gazowy o tej samej mocy 10kW, o sprawności 95%zużyłoby 10/0,95 lub 10,52kW.

W tym konkretnym przypadku i przy przybliżonych wartościach COP (zależnych od producenta) widzimy, że kocioł gazowy zużywa w wartościach bezwzględnych nieco mniej niż pompa ciepła.

Wykorzystuje ona jednak energię kopalną, która z definicji jest wyczerpywalna, natomiast pompa ciepła wykorzystuje powietrze, które jest odnawialne. 

Powiedzmy, że energia elektryczna z pompy ciepła jest produkowana w elektrowni z turbiną gazową, to w końcu prawie tyle samo gazu jest spalane po stronie pompy ciepła, aby wyprodukować energię elektryczną, co po stronie kotła gazowego, aby działać jako paliwo w kotle.

To tylko kwestia ram odniesienia: w przypadku kotła wszystko odbywa się na miejscu, natomiast w przypadku pompy ciepła część przemian energetycznych odbywa się na zewnątrz i nie jest tak naprawdę poruszana.

PORÓWNANIE POMP CIEPŁA TYPU 10 SPLIT

X
pl_PLPolish