Calculator pompă de căldură: cost de funcționare, SCOP, putere și economii

Cum funcționează calculatorul pentru pompa de căldură

Costul de funcționare al unei pompe de căldură e o simplă aritmetică: necesarul de căldură ÷ COP-ul sezonier × prețul electricității. Problema e că ambele valori sunt de obicei ghicite. Majoritatea instrumentelor online folosesc SCOP-ul declarat de producător și un necesar de căldură estimat din ochi, iar rezultatul iese cu 30–50% pe lângă. Calculatorul acesta construiește ambele cifre din fizică și din clima ta:

1. Necesarul de căldură. Casa ta e descrisă printr-un coeficient de pierderi de căldură H (wați pe kelvin). El rezultă din suprafață × o valoare care depinde de izolație (3,0 W/m²K pentru o casă neizolată de dinainte de război, până la 0,25 W/m²K pentru o casă pasivă) sau se calculează invers din combustibilul pe care îl arzi acum și din gradele-zile de încălzire ale localității.
2. Clima. Temperatura medie a fiecărei luni e împărțită în unsprezece intervale de temperatură. Mediile provin din normalele climatice 1991–2020 pentru 16 orașe predefinite sau din climatologia satelitară NASA pentru orice punct de pe Pământ. Intervalele surprind valurile de frig, iar acestea contează, pentru că COP-ul e cel mai mic exact când necesarul e maxim.
3. COP-ul la fiecare temperatură. În fiecare interval, temperatura pe tur urmează o curbă de compensare după temperatura exterioară. COP-ul e calculat ca fracție din limita termodinamică (Carnot), cu o penalizare pentru degivrare între −7 °C și +7 °C, unde se formează gheață pe bateria unității exterioare.
4. Limita de putere. Dacă puterea pompei, redusă în funcție de temperatură, nu acoperă sarcina, o rezistență electrică de rezervă acoperă diferența, la COP 1.
5. Apa caldă se adaugă la 1,6 kWh pe persoană pe zi, plus pierderile boilerului, încălzită la temperatura de stocare aleasă de tine.

Obții consumul lunar de electricitate, un SCOP realist, costul de funcționare, o comparație cu combustibilul actual și diferența de CO₂.

Formula

η este fracția din COP-ul Carnot pe care o atinge o mașină reală: 0,42 pentru unitățile de bază sau mai vechi, 0,47 pentru modelele actuale de gamă medie și 0,52 pentru unitățile inverter premium cu R290. La 7 °C afară și tur de 35 °C, gradul standard dă un COP de circa 4,1. La −7 °C și 55 °C scade la circa 2,2, ceea ce corespunde fișelor tehnice publicate conform EN 14511.

Exemplu de calcul: o casă de 140 m² în Berlin

Ia valorile implicite: 140 m² cu izolație medie (1,5 W/m²K), clima din Berlin, tur de calcul de 45 °C cu compensare după temperatura exterioară, o pompă de căldură de grad standard și apă caldă pentru trei persoane. Casa are nevoie de circa 14.300 kWh de căldură pe an (102 kWh/m², inclusiv apa caldă). Berlinul are aproximativ 2.400 de grade-zile de încălzire la o temperatură de bază de 15,5 °C.

Pompa de căldură livrează această căldură cu circa 4.210 kWh de electricitate, un SCOP de 3,39. În ianuarie COP-ul e în jur de 3,0, iar în aprilie trece de 4. Pierderea de căldură de calcul este de 5,5 kW la −9 °C, așa că o unitate de 5,5 kW acoperă practic tot necesarul; rezistența de rezervă adaugă doar 2 kWh pe an.

La 0,28 €/kWh, pompa de căldură costă ≈ 1.180 € pe an la funcționare. Centrala pe gaz existentă (randament sezonier de 88%) arde 16.250 kWh de gaz la 0,10 €/kWh, circa 1.625 €. Pompa de căldură economisește deci aproximativ 445 € și 1,5 t de CO₂ pe an (1,47 t într-o rețea de 350 g/kWh, față de 2,97 t de la gaz). Rămâne mai ieftină cât timp electricitatea costă mai puțin de 3,86 ori prețul gazului; raportul de azi este 2,8. La un cost de instalare de 14.000 €, fără subvenție, amortizarea simplă durează circa 31 de ani. Diferența reală o fac aici subvențiile, tarifele dedicate pompelor de căldură și renunțarea la branșamentul de gaz.

Cum citești rezultatele

• SCOP-ul este cifra de urmărit. Fiecare creștere cu 0,5 reduce consumul de electricitate cu aproximativ 13–15%.
• Pierderea de căldură de calcul este puterea necesară în cea mai rece zi tipică. Folosește-o ca să verifici ofertele instalatorilor: o unitate de 12 kW pentru o casă de 5 kW este supradimensionată.
• O pondere a rezistenței de rezervă de peste 3–5% înseamnă că pompa e prea mică pentru clima ta sau că temperatura pe tur e prea mare.
• Raportul de preț de echilibru arată cât de sigure sunt economiile. Dacă raportul tău electricitate/gaz e mult sub el, fluctuațiile de preț nu le vor șterge.
• Tabelul lunar arată unde se duc banii. Lunile de iarnă înseamnă de obicei 60–70% din factura anuală.

Valori tipice

Cum reduci costul de funcționare al pompei de căldură

• Scade temperatura pe tur. Activează compensarea după temperatura exterioară și înlocuiește cele două-trei calorifere cele mai mici. De obicei e cel mai ieftin câștig de randament pe care îl poți cumpăra.
• Izolează mai întâi. Izolarea podului sau a pereților reduce atât necesarul de căldură, cât și puterea pompei de care ai nevoie. Testează efectul cu calculatorul de economii din izolare.
• Folosește un tarif pentru pompe de căldură sau unul diferențiat orar. Dacă pornești compresorul și încălzești boilerul în orele ieftine, prețul efectiv poate scădea cu 20–40%.
• Adaugă panouri fotovoltaice. Apa caldă de vară și încălzirea din extrasezon pot merge în mare parte pe propriile panouri fotovoltaice.
• Las-o să meargă constant. Pompele de căldură funcționează cel mai bine încet și mult. Reducerile mari de temperatură peste noapte obligă la temperaturi mari pe tur dimineața.

Limitări

Calculatorul folosește date climatice lunare cu o distribuție statistică a temperaturilor, nu o simulare orară, așa că amplasamentele foarte vântoase sau umede pot avea pierderi mai mari la degivrare. Variantele predefinite de izolație sunt medii; un audit real al pierderilor de căldură poate diferi cu ±25%. Modelul de COP reprezintă unitățile moderne tipice, iar produsele concrete variază, așa că verifică fișa tehnică EN 14825 a modelului care ți se oferă. Aporturile interne de căldură sunt incluse în temperatura de bază de 15,5 °C, iar aporturile solare prin geamuri nu sunt modelate separat. Pentru sistemele sol-apă folosește calculatorul pentru pompa de căldură sol-apă.

Metodă și ipoteze

Integrează acest calculator

Gratuit pentru bloguri, instalatori, școli și ONG-uri. Copiază codul de mai jos; se actualizează singur.