Šilumos siurblys ar elektrinis šildymas: suprantame COP skirtumą

COP 4.9 reiškia, kad šilumos siurblys iš kiekvieno sunaudoto 1 kW elektros suteikia 4.9 kW šilumos, perkeldamas nemokamą šilumą iš oro — tai 4–5 kartus ekonomiškiau nei elektrinis katilas. Ne magija, o fizika.

Pasirinkimo situacija: elektrinio katilo keitimas

Įsivaizduokite: namo savininkas Vilniuje nusprendžia pakeisti seną 12 kW galios elektrinį katilą. Peržiūrinėdamas variantus, jis aptinka tokios pačios galios BeeEco šilumos siurblį su stulbinamu COP 4.85 rodikliu. Techninėje dokumentacijoje nurodyta, kad tai „reiškia 4.85 karto mažesnes elektros sąnaudas“, ir savininkas sutrinka: „Kaip tai įmanoma? 485% efektyvumas? Ar tai pažeidžia fizikos dėsnius, ar tiesiog marketingo triukas?“

Iš tiesų COP (Coefficient of Performance) supratimas yra raktas į sąmoningą šildymo sistemos pasirinkimą. Ir ne, čia nėra jokių fizikos dėsnių pažeidimų — tiesiog kitoks veikimo principas.

Kas yra šilumos siurblio COP: paaiškinimas be formulių

COP (Coefficient of Performance) arba šilumos siurblio našumo koeficientas — tai gautos šiluminės energijos ir sunaudotos elektros energijos santykis. Kuo didesnis COP, tuo efektyvesnis šilumos siurblys.

Mycond BeeEco pavyzdžiu, kai COP 4.85, tai reiškia: kiekvienam 1 kW elektros, sunaudotam kompresoriaus darbui, sistema pateikia 4.85 kW šilumos. Bet iš kur atsiranda skirtumas — tie 3.85 kW? Šilumos siurblys šios energijos nesukuria iš nieko — jis ją perkelia iš aplinkinio oro.

Paprasta analogija: šilumos siurblys — ne „šilumos generatorius“, o „šilumos transportas“. Įsivaizduokite sunkvežimį, kuris sunaudoja 1 litrą degalų (1 kW elektros), bet perveža 4.85 tonos krovinio (4.85 kW šilumos). Krovinys — tai šiluma iš aplinkos, kurią siurblys surenka ir perkelia į jūsų namus.

Kaip veikia šilumos siurblys: fizikinis principas

Šilumos siurblio veikimas pagrįstas termodinaminio ciklo principu, leidžiančiu „pumpuoti“ šiluminę energiją iš šaltesnės aplinkos (lauko oras) į šiltesnę (namų šildymo sistema). Tam naudojamas šaltnešis, kuris cikliškai keičia savo būseną.

Procesas vyksta keturiais etapais:

1. Garintuvas (lauko blokas): šaltnešis yra skystas esant žemam slėgiui ir temperatūrai. Jis verda net esant -25°C, absorbuodamas šilumą iš aplinkinio oro. Virsta dujomis.
2. Kompresorius: suspaudžia dujinį šaltnešį, padidindamas jo slėgį ir temperatūrą iki +55–75°C (priklausomai nuo modelio).
3. Kondensatorius (vidinis blokas): karštas dujinis šaltnešis atiduoda šilumą vandeniui šildymo sistemoje ir kondensuojasi, vėl tapdamas skysčiu.
4. Plėtimosi vožtuvas: sumažina skystojo šaltnešio slėgį, jo temperatūra krinta ir ciklas kartojasi.

Svarbiausia: kompresorius, kuris yra vienintelis elektros energiją vartojantis komponentas, šilumos nekuria, o tik „perpumpuoja“ ją iš šaltesnės aplinkos į šiltesnę. Tai panašu į šaldytuvo darbą, tik tikslas priešingas — naudojame ne šaltį, o šilumą.

Elektrinis šildymas: tiesioginis energijos pavertimas

Skirtingai nuo šilumos siurblio, elektrinis šildymas (katilas, konvektorius, šildymo panelė) veikia tiesioginio elektros energijos pavertimo šiluma principu. Elektra teka per varžinį elementą (TEN arba spiralę), kuris įkaista. Šis elementas perduoda šilumą šilumnešiui arba tiesiogiai orui.

Pagal energijos tvermės dėsnį: 1 kW sunaudotos elektros energijos virsta 1 kW šiluminės energijos — nei daugiau, nei mažiau. Būtent todėl elektrinio katilo našumo koeficientas (COP) visada lygus 1.

Elektriniai šildytuvai turi apie 98–99% naudingumo koeficientą, tai reiškia beveik visišką elektros virtimą šiluma. Tačiau tai iš esmės skiriasi nuo šilumos siurblio COP, nes šilumos siurblys „negeneruoja“ šilumos, o ją „surinka“ iš aplinkos.

Palyginimas: 1 kW elektros = ? kW šilumos

Pagrindinė išvada: šilumos siurblys suteikia 3.2–4.9 karto daugiau šilumos iš kiekvieno sunaudoto 1 kW elektros, palyginti su tiesioginiu elektriniu šildymu. Kuo didesnis COP, tuo daugiau sutaupoma.

Kas daro įtaką COP: temperatūra ir darbo režimas

Svarbu suprasti, kad COP nėra pastovi reikšmė. Tai dinamiškas rodiklis, kuris kinta priklausomai nuo eksploatavimo sąlygų.

Lauko oro temperatūra

Šilumos siurblio efektyvumas labai priklauso nuo šilumos šaltinio (lauko oro) temperatūros:

• Esant +7°C (A7): COP pasiekia didžiausias reikšmes, nes ore pakanka šilumos, kurią lengva „surinkti“.
• Esant -7°C (A-7): COP mažėja, kadangi šaltesniame ore mažiau šiluminės energijos ir ją sunkiau „surinkti“.
• Esant -25°C: COP yra minimalus, bet vis tiek didesnis nei 1.0, t. y. efektyvesnis už elektrinį katilą.

Pavyzdžiui, MBasic serijai:

• COP esant A7/W35: 4.0-4.3
• COP esant A-7/W35: 2.6-2.9

Tai reiškia, kad net esant -7°C MBasic šilumos siurblys vis tiek yra 2.6–2.9 karto efektyvesnis nei elektrinis šildymas.

Tiekimo vandens temperatūra

Ne mažiau svarbus faktorius — šilumnešio temperatūra šildymo sistemoje:

• W35 (šildomos grindys, 35°C): didesnis COP, nes kompresoriui reikia mažiau „dirbti“ norint pasiekti tokią temperatūrą.
• W55 (radiatoriai, 55°C): mažesnis COP dėl didesnio temperatūrų skirtumo, kurį turi užtikrinti kompresorius.

Pavyzdžiui, BeeThermic šilumos siurblys turi SCOP 4.58 esant W35 režimui, tačiau šis rodiklis sumažėja iki 3.28 esant W55. Vis dėlto net ir su aukštos temperatūros radiatoriais jis išlieka tris kartus efektyvesnis už elektrinį katilą.

EVI technologija efektyvumui didinti

Siekdama išlaikyti didelį efektyvumą sudėtingomis sąlygomis, Mycond naudoja pažangias technologijas. Pavyzdžiui, BeeThermic komplektuojamas su Panasonic kompresoriumi ir EVI (Enhanced Vapor Injection) technologija, kuri leidžia palaikyti aukštą efektyvumą net esant žemai lauko temperatūrai ir aukštai tiekimo temperatūrai.

SCOP ir COP: šilumos siurblio sezoninis efektyvumas

Norint realistiškai įvertinti šilumos siurblio efektyvumą per visą šildymo sezoną, naudojamas SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) — sezoninis našumo koeficientas.

Pagrindiniai COP ir SCOP skirtumai:

• COP: momentinis efektyvumo koeficientas, išmatuotas esant fiksuotoms sąlygoms (pvz., A7/W35 — lauko oro temperatūra +7°C, vandens tiekimo temperatūra 35°C).
• SCOP: svertinis vidurkis per visą šildymo sezoną, atsižvelgiant į lauko temperatūrų svyravimus ir skirtingus šilumos siurblio darbo režimus.

SCOP yra kur kas svarbesnis rodiklis realiam efektyvumui įvertinti, nes atspindi faktines sutaupytas sąnaudas per visą sezoną, o ne idealiomis laboratorinėmis sąlygomis.

Aukščiausi SCOP rodikliai tarp Mycond modelių:

• BeeSmart: SCOP 4.72-4.98 — užtikrina didžiausią sezoninį efektyvumą
• MBasic: SCOP 4.50-4.65 — patikimos santaupos per visą šildymo sezoną

Taupymo skaičiavimo metodika naudojant šilumos siurblį

Potencialias santaupas, įsirengus šilumos siurblį vietoje elektrinio katilo, galima apskaičiuoti keliais paprastais žingsniais. Štai pradiniai duomenys, kurių prireiks:

• Namo plotas ir projektinė šildymo galia (paprastai 80–120 W/m² priklausomai nuo šilumos izoliacijos)
• Šildymo sezono trukmė jūsų regione (dienų skaičius)
• Vidutinė sistemos darbo galia (dažniausiai 40–60% nuo maksimalios dėl inverterinio reguliavimo)
• Jūsų elektros tarifas (patikrinkite sąskaitoje)

Suvartojamos elektros skaičiavimo formulė:

Elektriniam katilui (COP = 1.0):

Suvartojimas = Galia × Darbo valandos per parą × Sezono dienų skaičius

Šilumos siurbliui:

Suvartojimas = (Galia × Darbo valandos per parą × Sezono dienų skaičius) ÷ vidutinis SCOP

Skaičiavimo metodikos pavyzdys:

Namas 150 m², reikalinga maksimali 12 kW galia, tačiau vidutiniškai sistema veikia 50% pajėgumu = 6 kW. Šildymo sezonas Vilniuje — 200 dienų, sistema aktyviai dirba 12 valandų per parą.

• Elektrinis katilas sunaudoja: 6 kW × 12 val × 200 dienų = 14 400 kWh per sezoną
• Šilumos siurblys MBasic (vidutinis SCOP 4.5) sunaudoja: 14 400 ÷ 4.5 = 3 200 kWh per sezoną

Elektros sutaupymas: 14 400 - 3 200 = 11 200 kWh per sezoną

Jūsų sutaupyta suma eurais: padauginkite sutaupytas kilovatvalandes iš savo vietinio tarifo.

Svarbios pastabos:

• Tikrasis SCOP priklauso nuo jūsų regiono klimato (Vilniuje jis bus mažesnis nei Klaipėdoje)
• BeeEco su COP 4.8-4.9 užtikrina 8–9% didesnes santaupas, palyginti su MBasic
• BeeSmart su SCOP 4.72-4.98 yra vienas efektyviausių sprendimų Lietuvos klimato sąlygoms

Kada COP nepadės: šilumos siurblių ribojimai

Nors šilumos siurbliai gerokai efektyvesni už elektrinį šildymą, yra situacijų, kai jų pranašumas mažiau akivaizdus:

• Seni namai su dideliais šilumos nuostoliais: reikalinga aukšta tiekimo temperatūra (65–75°C), esant kuriai COP gali sumažėti iki 2.5–3.0. Tačiau net ir tokiu atveju sutaupymas bus 2.5–3 kartus, palyginti su elektriniu katilu.
• Ypač šaltas klimatas: esant žemesnei nei -25°C temperatūrai dauguma šilumos siurblių dirba su ribotu efektyvumu. BeeEco serija sukurta veikti iki -25°C, bet su mažesniu COP.
• Nėra vietos lauko blokui: butuose be balkono ar be gretimos teritorijos lauko bloką įrengti gali būti sudėtinga.
• Ribotas biudžetas: pradinės investicijos į šilumos siurblį yra didesnės nei į elektrinį katilą, nors skirtumas greitai kompensuojamas mažesnėmis eksploatacinėmis sąnaudomis.

Svarbu prisiminti, kad net ir pačiomis nepalankiausiomis sąlygomis šilumos siurblys vis tiek yra ekonomiškesnis už elektrinį šildymą. Net turint COP 2.5 prie -20°C, jūs vis tiek sunaudosite 2.5 karto mažiau elektros nei su elektriniu katilu.

COP matavimo metodika: standartai EN 14511 ir EN 14825

Šilumos siurblio COP — tai ne tik marketingo skaičius, o standartizuotų bandymų pagal griežtas Europos normas rezultatas:

• EN 14511: standartas momentiniam COP matuoti esant fiksuotoms sąlygoms (A7/W35, A-7/W35 ir pan.). Nustato bandymų procedūrą ir matavimo tikslumo reikalavimus.
• EN 14825: SCOP skaičiavimo metodika skirtingoms Europos klimato zonoms, atsižvelgianti į sezoninius temperatūrų svyravimus.
• Heat Pump Keymark: nepriklausoma europinė šilumos siurblių kokybės sertifikacija, patvirtinanti, kad deklaruojamos charakteristikos atitinka realias.

Visos Mycond šilumos siurblių serijos (BeeEco, BeeSmart, BeeThermic, MBasic) išbandytos pagal EN 14511 ir EN 14825 standartus, kas garantuoja deklaruojamų efektyvumo rodiklių patikimumą. Tai leidžia vartotojams priimti pagrįstus sprendimus remiantis realiais duomenimis, o ne marketingo pažadais.

Inverterinė technologija ir jos įtaka efektyvumui

Inverterinė technologija — dar vienas veiksnys, reikšmingai didinantis šilumos siurblio efektyvumą. Kol įprasti kompresoriai veikia „įjungta/išjungta“ pilna galia, inverteriniai kompresoriai gali tolygiai reguliuoti savo galią.

Inverterinės technologijos privalumai:

• Tolygus galios reguliavimas nuo 20% iki 110% priklausomai nuo šildymo poreikių
• Nėra dažno įsijungimų/išsijungimų, todėl mažėja energijos sąnaudos ir ilgėja tarnavimo laikas
• Pastovesnė temperatūra be svyravimų
• Realiojo sezoninio COP padidėjimas 15–25% lyginant su ne inverterinėmis sistemomis

Visos Mycond šilumos siurblių serijos (BeeEco, BeeSmart, BeeThermic, MBasic, BeeHeat) komplektuojamos inverteriniais kompresoriais, todėl užtikrinamas maksimalus efektyvumas įvairiais darbo režimais ir papildomai mažinamas elektros suvartojimas.

Alternatyvūs šaltnešiai: R32 ir R290

Šaltnešio tipas reikšmingai veikia šilumos siurblio efektyvumą, ekologiškumą ir saugumą. Mycond modeliuose naudojami du pagrindiniai šaltnešių tipai:

• R32: naudojamas BeeSmart, BeeHeat, BeeThermic ir MBasic serijose. Turi mažą pasaulinio atšilimo potencialą (GWP), didelį energinį efektyvumą ir žemą degumą.
• R290 (propanas): naudojamas BeeEco serijoje su Highly kompresoriumi. Tai natūralus šaltnešis su nuliu GWP ir puikiomis termodinaminėmis savybėmis, leidžiančiomis pasiekti maksimalų COP iki 4.85. Nors R290 yra degus, visa šaltnešio sistema yra lauko bloke, kas užtikrina saugumą.

Būtent dėl idealių propano savybių kaip šaltnešio ir optimizuotos Highly rotorinio kompresoriaus konstrukcijos, BeeEco šilumos siurblys pasiekia didžiausią COP 4.85 tarp visų Mycond modelių.

Palyginamoji lentelė: pasirinkimas pagal COP ir sąlygas

Dažniausios klaidos ir mitai apie COP

Aptarkime dažniausias klaidas ir mitus, susijusius su šilumos siurblių COP supratimu:

• Mitas 1: „COP 4.85 = 485% naudingumo koeficientas“. Iš tikrųjų COP — tai ne naudingumo koeficientas, o našumo koeficientas, kuris įtraukia nemokamą energiją iš oro. Naudingumo koeficientas negali viršyti 100%, tačiau COP gali būti gerokai didesnis už 1, nes matuoja ne energijos pavertimo, o jos perkėlimo efektyvumą.
• Mitas 2: „Kuo didesnis COP, tuo geriau“. Ne visada. Didelis COP esant standartinėms sąlygoms (A7/W35) gali smarkiai mažėti prie žemų temperatūrų arba esant aukštai tiekimo temperatūrai. Svarbiau turėti stabilų COP realiomis jūsų regiono darbo sąlygomis.
• Mitas 3: „Šilumos siurbliai neveikia žiemą“. Šiuolaikiniai Mycond šilumos siurbliai efektyviai veikia iki -25°C, nors su mažesniu COP. Net COP 2.5 prie -20°C reiškia 2.5 karto mažesnes elektros sąnaudas nei su elektriniu katilu.
• Mitas 4: „COP, nurodytas pase, — reklaminis melas“. COP ir SCOP rodikliai nustatomi pagal standartizuotus EN 14511 ir EN 14825 bandymus ir patvirtinami nepriklausoma Heat Pump Keymark sertifikacija.

DUK: atsakymai į dažniausius klausimus

1. Kas yra COP ir kaip jį suprasti?

COP (Coefficient of Performance) — tai gautos šiluminės energijos ir sunaudotos elektros energijos santykis. COP 4.85 reiškia, kad kiekvienam 1 kW sunaudotos elektros šilumos siurblys pateikia 4.85 kW šilumos, „surinkdamas“ papildomą šilumą iš aplinkos.

2. Kodėl COP didesnis nei 1, jei naudingumo koeficientas negali viršyti 100%?

COP — tai ne naudingumo koeficientas. Naudingumo koeficientas matuoja energijos pavertimo efektyvumą ir negali viršyti 100%. COP matuoja energijos perkėlimo iš aplinkos efektyvumą, todėl gali būti gerokai didesnis nei 1.

3. Kiek realiai sutaupo šilumos siurblys lyginant su elektriniu katilu?

Tipinėmis Lietuvos sąlygomis šilumos siurblys sunaudoja 3.2–4.9 karto mažiau elektros energijos nei elektrinis katilas, kad užtikrintų tą patį šildymo lygį. Tikslios santaupos priklauso nuo klimato sąlygų, šildymo sistemos tipo ir šilumos siurblio modelio.

4. Ar šilumos siurblys veikia žiemą esant -20°C?

Taip, visi Mycond modeliai suprojektuoti veikti iki -25°C. Esant žemai temperatūrai COP mažėja, bet išlieka didesnis nei 1, t. y. vis tiek efektyvesnis už elektrinį katilą.

5. Kas geriau: didelis COP esant A7/W35 ar stabilus prie žemų temperatūrų?

Lietuvos klimato sąlygomis svarbesnis stabilus COP esant žemoms temperatūroms, nes didelė šildymo sezono dalis tenka laikotarpiams, kai temperatūra žemiau 0°C. BeeThermic ir BeeEco serijos specialiai optimizuotos darbui šaltame klimate.

Išvada: fizikiniai taupymo principai

COP supratimas — raktas į sąmoningą šildymo sistemos pasirinkimą. Šilumos siurblys nepažeidžia fizikos dėsnių, o tiesiog naudoja nemokamą aplinkos oro energiją. COP 4.0–4.9 reiškia realias 4–5 kartus didesnes santaupas, palyginti su elektriniu katilu — tai ne marketingo triukas, o fizikinis principas.

Konkretaus šilumos siurblio modelio pasirinkimas priklauso nuo daugelio veiksnių: jūsų regiono klimato, šildymo sistemos tipo, karšto vandens poreikio ir biudžeto. Didžiausias COP ne visada reiškia geriausią pasirinkimą konkrečiai situacijai.

Norite sužinoti tikslų sutaupymą savo namui? Mycond inžinieriai parinks optimalią modelį su didžiausiu COP, atitinkančiu Vilniaus, Kauno, Klaipėdos ar kitų Lietuvos regionų sąlygas. Palikite užklausą svetainėje arba susisiekite su mumis dėl detalaus šilumos siurblio efektyvumo ir atsiperkamumo skaičiavimo jūsų konkrečiu atveju!