Jak obliczyć dobowe zużycie i koszt pompy ciepła powietrze‑woda?

Jak obliczyć dzienne zużycie energii pompy ciepła?

Najpierw oszacuj zapotrzebowanie domu na ciepło, a potem podziel je przez spodziewany COP i dodaj pobór na ciepłą wodę oraz pracę pomocniczą.
W praktyce potrzebne są trzy elementy: strata ciepła budynku w danej różnicy temperatur między wnętrzem i zewnętrzem, charakterystyka COP pompy ciepła oraz plan przygotowania ciepłej wody użytkowej. Straty ciepła można oszacować z audytu lub z historii pomiarów. Dla każdej godziny oblicz ilość ciepła potrzebną do utrzymania temperatury w domu i zsumuj wynik dla całej doby. Podziel uzyskane kilowatogodziny ciepła przez COP odpowiadający temperaturze zasilania i warunkom zewnętrznym. Dodaj energię na ciepłą wodę użytkową oraz niewielki pobór urządzeń pomocniczych, jak pompy obiegowe i elektronika. Taki bilans daje wiarygodne przybliżenie 24‑godzinnego zużycia energii elektrycznej.

Które dane domu najtrudniej uwzględnić przy prognozie zużycia?

Najtrudniejsze są zmienne, które silnie się wahają w czasie i trudno je zmierzyć.

Do tej grupy należą:

• Nieszczelności i wietrzenie, czyli niekontrolowana wymiana powietrza.
• Zyski wewnętrzne i słoneczne, które zmieniają się w ciągu dnia.
• Mostki cieplne oraz różnice jakości ocieplenia.
• Wilgotność materiałów, szczególnie w nowych domach, gdzie posadzki jeszcze wysychają.
• Zużycie ciepłej wody użytkowej i praca cyrkulacji.
• Cykle odszraniania jednostki zewnętrznej przy wysokiej wilgotności.
• Ręczne zmiany nastaw i zamykanie poszczególnych pomieszczeń.

W prognozie warto przyjąć ostrożny zapas na te czynniki, a potem kalibrować model danymi z licznika.

Jak rola COP przekłada się na zużycie w ciągu doby?

Im wyższy COP, tym mniej prądu potrzeba do wytworzenia tej samej ilości ciepła.
COP to stosunek oddanego ciepła do pobranej energii elektrycznej. Zależy od różnicy temperatur między źródłem dolnym a górnym, czyli między powietrzem lub gruntem a instalacją grzewczą. W ciągu doby COP nie jest stały. Spada przy niskich temperaturach zewnętrznych i wysokiej temperaturze zasilania. Wzrasta, gdy instalacja pracuje na niższych parametrach. Przygotowanie ciepłej wody zwykle ma niższy COP niż ogrzewanie, bo wymaga wyższej temperatury na zasilaniu. Dlatego harmonogram i warunki pogodowe kształtują średni dobowy COP, a przez to także zużycie energii.

W jaki sposób temperatura zewnętrzna zmienia profil pracy urządzenia?

Im chłodniej na zewnątrz, tym rośnie zapotrzebowanie na ciepło i spada COP, więc pompa ciepła pracuje dłużej i stabilniej.

Podczas łagodnej pogody urządzenie moduluje z niską mocą i bywa, że się wyłącza. Gdy nadchodzą chłody, praca staje się ciągła, co poprawia stabilność i komfort. W okolicach zera i przy wysokiej wilgotności pojawiają się cykle odszraniania, które chwilowo podnoszą pobór energii. W bardzo niskich temperaturach część instalacji wspiera się dodatkowym źródłem ciepła. Gruntowe pompy ciepła reagują słabiej na zimno, bo dolne źródło ma bardziej stabilną temperaturę, ale zasada większego zapotrzebowania przy niższych temperaturach pozostaje taka sama.

Jakie ustawienia systemu ogrzewania najbardziej obniżają pobór energii?

Najwięcej daje obniżenie temperatury zasilania i stabilna praca przez dłuższy czas.

Kluczowa jest właściwie ustawiona krzywa pogodowa. Zbyt wysoka powoduje niepotrzebnie wyższe temperatury i niższy COP. Lepiej stosować małe korekty niż duże skoki nastaw. W wielu domach korzystne jest niewielkie, a nie głębokie, obniżenie nocne. Zbyt duży spadek w nocy wymusza rano ostrą pracę na wyższych parametrach, co osłabia efektywność. Przydatne bywa przesunięcie podgrzewu ciepłej wody na cieplejsze godziny dnia, gdy COP jest wyższy. Dobrze wyregulowane przepływy i otwarte zawory w pętlach pomagają pompę ciepła utrzymać na niskich temperaturach zasilania. Rekuperacja ogranicza straty wentylacyjne, dzięki czemu potrzebne są jeszcze niższe parametry pracy.

Czy sposób dystrybucji ciepła wpływa na dobowe zużycie?

Tak, bo określa wymaganą temperaturę zasilania, która decyduje o COP.

Ogrzewanie płaszczyznowe oddaje ciepło przy niższych temperaturach, co sprzyja wysokiej efektywności pomp ciepła. Grzejniki mogą pracować oszczędnie, gdy są dobrane na niskie parametry i instalacja ma zapewnione odpowiednie przepływy. Większe powierzchnie wymiany ciepła oznaczają mniejsze temperatury zasilania, a więc mniejszy pobór prądu. Dobra regulacja hydrauliczna ogranicza taktowanie i stabilizuje pracę sprężarki. To wszystko przekłada się na niższe zużycie w skali doby.

Jak monitorować i prognozować zużycie za pomocą inteligentnych liczników?

Zbieraj pomiary co kilka minut i łącz je z danymi o temperaturze oraz pracy ciepłej wody.

Inteligentny licznik energii pozwala śledzić zużycie pompy ciepła w interwałach 5–15 minut. Jeszcze lepiej, gdy oddzielimy obwód pompy od reszty domu. Dodatkowy licznik ciepła na instalacji grzewczej pomaga porównać oddane ciepło z pobraną energią i wyznaczyć rzeczywisty COP. Zapisuj też temperaturę zewnętrzną i temperatury zasilania. Na podstawie historii wyznacz średnie zużycie na każdy stopień różnicy temperatur oraz typowy wolumen dla ciepłej wody. Taki model można łatwo wykorzystać do prognoz na kolejne dni i do wykrywania anomalii, na przykład wzrostu udziału grzałki elektrycznej.

Jak przygotować prosty kalkulator 24‑godzinnego zużycia dla domu?

Wystarczą cztery wejścia: różnica temperatur, współczynnik strat domu, COP dla tych warunków i plan ciepłej wody.

Prosty kalkulator może działać godzinowo. Wprowadzasz temperaturę wewnętrzną, prognozę temperatury zewnętrznej na kolejne godziny oraz współczynnik strat ciepła domu. Ten współczynnik wyznaczysz z audytu albo z własnych pomiarów z kilku dni o stałej pogodzie. Dla każdej godziny liczysz stratę ciepła. Następnie dobierasz COP z prostej zależności od temperatury zasilania i zewnętrznej lub z tabeli producenta. Dzielisz zapotrzebowanie na ciepło przez COP, dodajesz energię na ciepłą wodę zgodnie z planem i niewielki pobór pomocniczy. Sumujesz wynik dobowy. Raz w tygodniu porównujesz prognozę z rzeczywistymi danymi z licznika i korygujesz współczynnik strat oraz krzywą COP. Z biegiem czasu kalkulator staje się coraz dokładniejszy.