Aký je rozdiel medzi COP a SCOP?

SCOP (sezónny COP) je priemer za celú vykurovaciu sezónu; COP je okamžitá výkonnosť v jednom skúšobnom bode. SCOP je vždy nižší, pretože zahŕňa všetky vonkajšie teploty; COP nameraný pri miernom bode A7/W35 je zavádzajúci pre januárové ráno pri mínus 10 stupňoch.

Prečo môže byť COP väčší ako 1, keď účinnosť nikdy nepresahuje 100 percent?

COP nie je účinnosť; je to pomer presunutého tepla k spotrebovanej elektrine. Tepelné čerpadlo prenáša existujúce teplo, nie ho vytvára, takže COP 3 znamená tri jednotky tepla dodané na jednotku elektrického vstupu. Žiadna energia sa nevytvára; čerpadlo jednoducho presúva teplo z chladnejšieho zdroja do teplejšieho vykurovacieho systému.

A7 znamená, že vonkajší vzduch má 7 stupňov Celzia; W35 znamená, že výstupná teplota vykurovacej vody je 35 stupňov Celzia (teplotný rozdiel, ktorý musí čerpadlo dosiahnuť). Toto je mierny skúšobný bod používaný v európskych normách. Skutočná potreba vykurovania počas slovenskej zimy si často vyžaduje oveľa vyššie teplotné rozdiely, takže skutočný COP v prevádzke je vždy nižší ako údaj na štítku pre A7/W35.

Znamená COP 5, že tepelné čerpadlo je päťkrát účinnejšie ako kotol?

Nie; porovnanie je ako porovnávať jablká a hrušky. Účinnosť kotla je percento (80-95 percent pri kondenzačných modeloch); COP je pomer presunu tepla. Tepelné čerpadlo s COP 5 pri A7/W35 nemožno priamo porovnávať s kotlom bez znalosti skutočnej vonkajšej teploty, ktorej bude čerpadlo čeliť v prevádzke.

Ktorý teplotný rozdiel najviac znižuje COP?

COP klesá, keď sa teplotný rozdiel medzi zdrojom a vykurovacím systémom zväčšuje. Čerpadlo s COP 5 pri rozdiele 10 stupňov (A7/W35) môže dosiahnuť len COP 2,5 pri rozdiele 30 stupňov (mínus 10 vonku, 50 stupňov v radiátoroch). Preto sú nízkoteplotné vykurovacie systémy a podlahové kúrenie (ktoré potrebujú len 30-35 stupňovú vodu) oveľa ekonomickejšie s tepelnými čerpadlami.

Je odmrazovanie a pomocné vykurovanie zahrnuté v COP?

Štandardný COP v skúšobnom bode nezahŕňa odmrazovacie cykly ani elektrické záložné vykurovanie. Skutočné ročné účty za energiu ich však zahŕňajú. Preto je SCOP realistickejším údajom na porovnávanie produktov a prečo sú záruky založené len na COP zo štítku pre kupujúcich rizikové.

Vykurovací faktor (COP)

Pomer vyrobeného tepla k spotrebovanej elektrickej energii tepelného čerpadla pri konkrétnom skúšobnom bode; bez uvedenia teplôt zdroja a vykurovacej vody je bezvýznamný.

Čo je to koeficient výkonnosti?

Koeficient výkonnosti, známy ako COP, vyjadruje okamžitý pomer dodaného tepla k spotrebovanej elektrickej energii tepelného čerpadla pri konkrétnom skúšobnom bode. Hodnota COP 3 znamená, že na každú kilowatthodinu elektriny, ktorú čerpadlo odoberie, dodá približne 3 kilowatthodiny tepla. COP je často uvádzaný výrobcami a objavuje sa v technických listoch produktov, no bez uvedenia teplôt skúšobného bodu je prakticky bezvýznamný. Reklamný údaj "COP 5" slovenskému kupujúcemu nepovie takmer nič o výkone v januárové ráno pri mínus 10 stupňoch, keď radiátory vyžadujú vodu s teplotou 50 stupňov.

Prečo COP nie je miera účinnosti?

Účinnosť tepelných čerpadiel je často nepochopená. Na rozdiel od kotla, ktorý premieňa palivo na teplo (s účinnosťou obmedzenou termodynamikou zhruba na 85 – 95 percent), tepelné čerpadlo presúva existujúce teplo z jedného miesta na druhé. COP meria tento presun: pomer množstva presunutej tepelnej energie k spotrebovanej elektrickej energii. Keďže teplo je už prítomné vo vonkajšom vzduchu alebo v zemi (dokonca aj pri mrazivých teplotách dochádza k pohybu molekúl), hodnota COP vyššia ako 1 neporušuje žiadny fyzikálny zákon. COP 4 neznamená, že čerpadlo vytvára energiu; znamená to, že presunie štyri jednotky tepla pomocou jednej jednotky elektriny. Druhý a tretí termodynamický zákon stanovujú teoretický strop nazývaný Carnotov limit, ktorý definuje maximálny možný COP pre daný teplotný rozdiel. Reálne tepelné čerpadlá dosahujú 40 – 60 percent Carnotovho limitu v dôsledku strát v kompresore, nedokonalostí výmenníkov tepla a iných ireverzibilít.

Čo znamená označenie skúšobného bodu?

Európske normy pre tepelné čerpadlá (EN 14511, EN 14825) používajú skratky na určenie prevádzkových podmienok. A7/W35 znamená vonkajší vzduch s teplotou 7 stupňov Celzia a výstupnú teplotu vykurovacej vody 35 stupňov Celzia. A-7/W35 (často zapísané so znamienkom mínus, niekedy ako "mínus 7 stupňov/W35") znamená vonkajšiu teplotu mínus 7 stupňov a rovnakú výstupnú teplotu. Tieto mierne podmienky sú zvolené kvôli porovnateľnosti medzi výrobcami, nie preto, že by reprezentovali typickú slovenskú zimnú prevádzku. Počas najchladnejších dní v strednej Európe dosahujú vonkajšie teploty mínus 15 stupňov alebo menej a radiátory môžu vyžadovať vodu s teplotou 55 – 60 stupňov, aby udržali miestnosti v teple. Pri týchto podmienkach COP výrazne klesá.

Ako dramaticky ovplyvňuje teplota hodnotu COP?

Vzťah medzi COP a teplotným rozdielom (zdvihom) je takmer exponenciálny. Uvažujme tepelné čerpadlo vzduch-voda s deklarovaným COP 4,5 pri A7/W35 (zdvih 28 stupňov: 7 vonku, 35 voda). Keď vonkajšia teplota klesne a potreba tepla vzrastie, COP sa zhorší. Rovnaké čerpadlo pri mínus 10 stupňoch vonku a vode s teplotou 50 stupňov (zdvih 60 stupňov) môže dosahovať len COP 2. Toto nie je chyba, je to fyzika. Riešením nie je lepšie čerpadlo, ale nižšia teplota vykurovacej vody: budovy navrhnuté na podlahové vykurovanie alebo nízkoteplotné vykurovacie systémy vyžadujú len vodu s teplotou 30 – 35 stupňov, čo udržuje COP nad hodnotou 3 aj uprostred zimy. Každý stupeň zníženia návrhovej teploty prietoku má väčší prínos ako kúpa mierne účinnejšieho spotrebiča.

Vonkajšia teplota (°C)	Teplota výstupu tepla (°C)	Teplotný zdvih (°C)	Typický COP (vzduch)	Typický COP (zem)
7	35	28	4,5	5,5
2	40	38	3,0	4,2
mínus 5	45	50	2,1	3,1
mínus 10	50	60	1,6	2,4
mínus 15	55	70	1,2	1,9

Táto tabuľka ilustruje, prečo tepelné čerpadlo zem-voda čerpajúce zo stabilných teplôt zeme dokáže udržať vyšší COP ako vzduchové čerpadlo vystavené vonkajším výkyvom. Taktiež ukazuje, prečo je návrh systému (minimalizácia teploty vody) často nákladovo efektívnejší ako výber mierne účinnejšieho čerpadla.

Aké reálne straty COP nezachytáva?

Odmrazovacie cykly a elektrické prídavné vykurovanie sú zo štandardného COP skúšobného bodu vylúčené. Keď teplota vonkajšieho vzduchu klesne približne pod mínus 5 stupňov, na výparníku vzduchového tepelného čerpadla sa tvorí námraza. Čerpadlo dočasne obráti cyklus, aby ju roztopilo, pričom spotrebúva elektrinu bez dodávky tepla do budovy. Pri silných mrazoch sa aktivujú záložné elektrické odporové ohrievače, čo dramaticky znižuje celkovú sezónnu účinnosť. Ani jedna z týchto strát nie je zohľadnená v hodnote COP na typovom štítku. Preto sú sezónne priemerné hodnoty SCOP nevyhnutné na predpovedanie ročných nákladov: zahŕňajú tieto reálne parazitné záťaže.

Čo sú EER a SEER pre chladenie?

Chladiacimi ekvivalentmi COP sú EER (Energy Efficiency Ratio) a SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio). EER meria okamžitý chladiaci COP v jednom skúšobnom bode (typicky 35 stupňov vonku, 27 stupňov vnútri); SEER je priemer za celú chladiacu sezónu. Tepelné čerpadlo pracujúce v opačnom režime (chladenie) má iné hodnoty COP ako pri vykurovaní, zvyčajne nižšie, pretože presúva teplo z interiéru do teplejšieho vonkajšieho prostredia. Niektoré systémy uvádzajú samostatný COP pre vykurovanie a samostatný pre chladenie; iné uvádzajú kombinovaný sezónny údaj. Nikdy si nezamieňajte COP s EER alebo SEER; merajú odlišné smery a skúšobné podmienky.

Metrika	Režim	Typ	Skúšobná norma	Význam
COP	Vykurovanie	Okamžitý v jednom bode	EN 14511	Teplo von ÷ elektrina dnu pri uvedených teplotách zdroja/odvodu
SCOP	Vykurovanie	Sezónny priemer	EN 14825	Celkové sezónne teplo ÷ celková elektrina, vrátane odmrazovania a zálohy
EER	Chladenie	Okamžitý v jednom bode	EN 14511	Chladenie von ÷ elektrina dnu pri uvedených teplotách interiéru/exteriéru
SEER	Chladenie	Sezónny priemer	EN 14825	Celkové sezónne chladenie ÷ celková elektrina počas chladiaceho obdobia

Ako by mali majitelia domov používať informácie o COP pri porovnávaní produktov?

COP je marketingový údaj, nie nákupné kritérium. Namiesto neho porovnávajte hodnoty SCOP; tie zohľadňujú reálny sezónny výkon. Overte, či všetky produkty používajú rovnakú normu (EN 14825) a rovnakú klimatickú zónu. Európski výrobcovia musia deklarovať SCOP aspoň pre jednu kontinentálnu, miernu alebo stredomorskú klimatickú zónu; trvajte na zóne zodpovedajúcej Slovensku. Uistite sa, že SCOP zahŕňa straty spôsobené odmrazovaním a záložným vykurovaním. Nakoniec uprednostnite návrh systému pred účinnosťou komponentu: zníženie teploty vykurovacej vody o 5 stupňov prinesie väčší finančný prínos ako upgrade z čerpadla s COP 4 na čerpadlo s COP 5. Nízkoteplotný systém alebo podlahové vykurovanie v kombinácii s bežným čerpadlom často v ročných úsporách prekoná vysokoúčinné čerpadlo napájané tradičné radiátory.

Čo je Carnotov limit?

Maximálny teoretický COP pre akékoľvek tepelné čerpadlo je daný Carnotovou rovnicou, ktorá závisí len od absolútnych teplôt (v Kelvinoch) zdroja a odvodu tepla. Pre čerpadlo zdvíhajúce teplo z vonkajšej teploty 7 stupňov Celzia na výstup 35 stupňov je Carnotov COP približne 9. Reálne čerpadlá dosahujú 40 – 60 percent tohto limitu: COP 4 – 5. Tento strop vysvetľuje, prečo COP vždy klesá, keď teplotný zdvih rastie. Pri mínus 10 stupňoch vonku a výstupe 50 stupňov je Carnotov limit približne 4; reálne čerpadlá dosahujú 1,5 – 2. Žiadne technické inovácie nemôžu tento limit prekonať; je základom termodynamiky.

Často kladené otázky

Aký je rozdiel medzi COP a SCOP?: SCOP (sezónny COP) je priemer za celú vykurovaciu sezónu; COP je okamžitá výkonnosť v jednom skúšobnom bode. SCOP je vždy nižší, pretože zahŕňa všetky vonkajšie teploty; COP nameraný pri miernom bode A7/W35 je zavádzajúci pre januárové ráno pri mínus 10 stupňoch.
Prečo môže byť COP väčší ako 1, keď účinnosť nikdy nepresahuje 100 percent?: COP nie je účinnosť; je to pomer presunutého tepla k spotrebovanej elektrine. Tepelné čerpadlo prenáša existujúce teplo, nie ho vytvára, takže COP 3 znamená tri jednotky tepla dodané na jednotku elektrického vstupu. Žiadna energia sa nevytvára; čerpadlo jednoducho presúva teplo z chladnejšieho zdroja do teplejšieho vykurovacieho systému.
Čo znamená A7/W35?: A7 znamená, že vonkajší vzduch má 7 stupňov Celzia; W35 znamená, že výstupná teplota vykurovacej vody je 35 stupňov Celzia (teplotný rozdiel, ktorý musí čerpadlo dosiahnuť). Toto je mierny skúšobný bod používaný v európskych normách. Skutočná potreba vykurovania počas slovenskej zimy si často vyžaduje oveľa vyššie teplotné rozdiely, takže skutočný COP v prevádzke je vždy nižší ako údaj na štítku pre A7/W35.
Znamená COP 5, že tepelné čerpadlo je päťkrát účinnejšie ako kotol?: Nie; porovnanie je ako porovnávať jablká a hrušky. Účinnosť kotla je percento (80-95 percent pri kondenzačných modeloch); COP je pomer presunu tepla. Tepelné čerpadlo s COP 5 pri A7/W35 nemožno priamo porovnávať s kotlom bez znalosti skutočnej vonkajšej teploty, ktorej bude čerpadlo čeliť v prevádzke.
Ktorý teplotný rozdiel najviac znižuje COP?: COP klesá, keď sa teplotný rozdiel medzi zdrojom a vykurovacím systémom zväčšuje. Čerpadlo s COP 5 pri rozdiele 10 stupňov (A7/W35) môže dosiahnuť len COP 2,5 pri rozdiele 30 stupňov (mínus 10 vonku, 50 stupňov v radiátoroch). Preto sú nízkoteplotné vykurovacie systémy a podlahové kúrenie (ktoré potrebujú len 30-35 stupňovú vodu) oveľa ekonomickejšie s tepelnými čerpadlami.
Je odmrazovanie a pomocné vykurovanie zahrnuté v COP?: Štandardný COP v skúšobnom bode nezahŕňa odmrazovacie cykly ani elektrické záložné vykurovanie. Skutočné ročné účty za energiu ich však zahŕňajú. Preto je SCOP realistickejším údajom na porovnávanie produktov a prečo sú záruky založené len na COP zo štítku pre kupujúcich rizikové.