Pompa ciepła podczas dużych mrozów. Jak niska temperatura wpływa na koszty ogrzewania?

Pompa ciepła podczas mrozów może nadal efektywnie ogrzewać budynek. Nie oznacza to jednak, że przy temperaturze wynoszącej −15°C lub −20°C będzie zużywała tyle samo energii co przy kilku stopniach powyżej zera. W przypadku powietrznej pompy ciepła spadek temperatury powoduje jednocześnie wzrost zapotrzebowania domu na ciepło i pogorszenie warunków, w których urządzenie pozyskuje energię z otoczenia.

W rezultacie sprężarka pracuje z większą mocą i przez dłuższy czas. Jeżeli pompa nie jest w stanie samodzielnie pokryć strat ciepła budynku, brakującą energię może dostarczać grzałka elektryczna albo drugie źródło ogrzewania.

Skala wzrostu rachunków zależy od konkretnego urządzenia, budynku, instalacji grzewczej, ustawień oraz taryfy. Nie istnieje jedna temperatura, poniżej której wszystkie pompy ciepła przestają być opłacalne.

Czy pompa ciepła działa przy temperaturze −20°C?

Wiele współczesnych urządzeń przeznaczonych do zimnego klimatu może pracować przy temperaturze −20°C, a niektóre również poniżej −25°C. Sama deklarowana minimalna temperatura pracy nie jest jednak wystarczającą informacją.

Należy rozróżnić:

• minimalną temperaturę pracy urządzenia,
• moc grzewczą dostępną przy tej temperaturze,
• współczynnik COP,
• maksymalną temperaturę wody grzewczej,
• punkt, w którym uruchamia się grzałka lub drugie źródło ciepła.

Pompa może więc działać przy −20°C, ale nie musi wówczas samodzielnie dostarczać całej mocy potrzebnej budynkowi.

W specyfikacji programu badawczego amerykańskiego Departamentu Energii urządzenia do zimnego klimatu podzielono między innymi na pompy zdolne do pracy przy −15°C oraz przy −26°C. Nie jest to jednak uniwersalna klasyfikacja obowiązująca wszystkie europejskie urządzenia, lecz przykład pokazujący, jak istotne jest sprawdzanie parametrów w konkretnych warunkach temperaturowych. U.S. Department of Energy – specyfikacja pomp do zimnego klimatu.

Dlaczego pompa ciepła zużywa więcej prądu podczas mrozów?

Budynek traci więcej ciepła

Im większa różnica pomiędzy temperaturą wewnętrzną i zewnętrzną, tym większe są straty ciepła przez ściany, dach, okna, podłogę oraz wentylację.

Jeżeli w domu ma być utrzymywana temperatura 21°C, różnica temperatur wynosi:

• przy +5°C na zewnątrz – 16°C,
• przy −5°C – 26°C,
• przy −15°C – 36°C,
• przy −20°C – 41°C.

Straty ciepła nie zależą wyłącznie od tej różnicy, ale wzrost jest wyraźny. Pompa musi więc dostarczać coraz większą moc grzewczą.

Powietrzne źródło ciepła staje się coraz zimniejsze

Powietrzna pompa ciepła pobiera energię z powietrza zewnętrznego. Przy coraz niższej temperaturze sprężarka musi pokonać większą różnicę pomiędzy temperaturą źródła a temperaturą wody w instalacji.

Im większa jest ta różnica, tym trudniej uzyskać wysoki COP. W praktyce na dostarczenie tej samej ilości ciepła potrzebne jest więcej energii elektrycznej.

Może spadać moc grzewcza pompy

Niektóre urządzenia utrzymują wysoką moc podczas mrozu, inne stopniowo ją tracą. Dlatego nie należy dobierać pompy jedynie na podstawie mocy podanej dla warunków A7/W35, czyli temperatury powietrza zewnętrznego +7°C i wody grzewczej 35°C.

Dla domu ogrzewanego grzejnikami znacznie bardziej przydatne mogą być parametry dla warunków:

• A−7/W45,
• A−7/W55,
• A−15/W45,
• A−15/W55.

Pierwsza wartość oznacza temperaturę powietrza zewnętrznego, a druga temperaturę wody zasilającej instalację. Nie każdy producent podaje pełną tabelę parametrów, ale bez takich danych trudno rzetelnie oszacować pracę systemu zimą.

Wzrasta temperatura zasilania instalacji

Podczas mrozów grzejniki muszą przekazywać więcej ciepła. Sterownik podnosi więc temperaturę wody zgodnie z ustawioną krzywą grzewczą.

Jeżeli instalacja wymaga 55–60°C, pompa będzie przeważnie pracowała mniej efektywnie niż przy ogrzewaniu podłogowym zasilanym wodą o temperaturze 30–35°C. Nie oznacza to, że pompa nie może współpracować z grzejnikami. Konieczne jest jednak sprawdzenie ich mocy przy niższych parametrach.

Jak mróz może zwiększyć chwilowy pobór prądu?

Poniższy wykres przedstawia modelowy przykład. Nie jest to charakterystyka konkretnego urządzenia ani prognoza rachunku dla dowolnego domu.

W przykładzie przyjęto, że wraz ze spadkiem temperatury:

• zapotrzebowanie domu rośnie z 3 do 10 kW,
• COP spada z 4,2 do 2,2,
• przy −20°C pompa nie pokrywa pełnego zapotrzebowania,
• brakujące 1,5 kW ciepła dostarcza grzałka.

Chwilowy pobór mocy elektrycznej wzrasta w tym modelu z około 0,71 kW przy +7°C do około 5,36 kW przy −20°C. Nie oznacza to, że każda pompa osiągnie takie wartości. W rzeczywistym budynku wynik może być zarówno niższy, jak i wyższy.

COP przy mrozie – jak wpływa na zużycie energii?

COP określa stosunek dostarczonego ciepła do pobranej energii elektrycznej.

W uproszczeniu:

energia elektryczna = dostarczone ciepło ÷ COP

Dla dostarczenia 10 kWh ciepła pompa potrzebuje:

COP nie jest wartością stałą. Zależy między innymi od:

• temperatury zewnętrznej,
• temperatury zasilania,
• obciążenia sprężarki,
• cykli odszraniania,
• przepływu wody lub powietrza,
• działania pomp obiegowych,
• ustawień sterownika.

Badania terenowe pomp inwerterowych wykazały duże różnice pomiędzy instalacjami, nawet gdy stosowano podobne urządzenia. Na wyniki wpływały między innymi przepływy, umiejscowienie jednostki, ustawienia wentylatora i integracja z istniejącym ogrzewaniem. U.S. DOE – badanie pomp ciepła w zimnym klimacie.

Co dzieje się z pompą ciepła podczas dużego mrozu?

Kiedy uruchamia się grzałka elektryczna?

Grzałka może zostać uruchomiona, gdy moc sprężarki jest mniejsza niż zapotrzebowanie domu. Granicę tę opisuje punkt biwalentny.

Przykładowo, przy −15°C:

• budynek potrzebuje 9 kW,
• pompa dostarcza maksymalnie 7 kW,
• brakujące 2 kW musi zapewnić grzałka lub drugie źródło.

Grzałka może działać również podczas:

• podgrzewania ciepłej wody użytkowej,
• realizowania funkcji antylegionella,
• awaryjnego wspomagania systemu,
• niektórych cykli odszraniania,
• nagłego podniesienia temperatury zadanej,
• wystąpienia problemów z przepływem.

Samo krótkotrwałe uruchomienie grzałki podczas bardzo dużego mrozu nie musi świadczyć o awarii. Niepokojąca jest jej regularna, wielogodzinna praca przy temperaturach, przy których pompa powinna samodzielnie ogrzewać budynek.

Odszranianie pompy ciepła a zużycie prądu

Na wymienniku jednostki zewnętrznej może tworzyć się szron. Pompa okresowo uruchamia wtedy cykl odszraniania, podczas którego usuwa lód z parownika.

Odszranianie:

• czasowo przerywa standardowe ogrzewanie,
• zużywa energię,
• może wymagać wsparcia grzałki,
• obniża efektywność osiąganą w danym okresie.

Co ważne, najbardziej intensywne oszranianie wymiennika nie zawsze występuje podczas największego mrozu. Duże znaczenie ma wilgotność powietrza. Problematyczne mogą być temperatury w okolicy zera połączone z wysoką wilgotnością, mgłą lub opadami.

W badaniu terenowym NREL monitorowano 12 zmiennomocowych pomp powietrznych, rejestrując osobno pracę sprężarki, grzałki, odszranianie i zużycie energii. Wyniki pokazały, że wpływ odszraniania oraz ogrzewania pomocniczego może być istotny, ale znacznie różni się pomiędzy instalacjami. NREL – badanie pomp ciepła podczas niskich temperatur.

Jak mróz wpływa na różne rodzaje pomp ciepła?

W przypadku pompy gruntowej temperatura powietrza zewnętrznego nie jest temperaturą jej dolnego źródła. Grunt zmienia temperaturę znacznie wolniej, dlatego urządzenie ma bardziej stabilne warunki pracy. Mróz nadal zwiększa jednak zapotrzebowanie domu na ciepło.

Cztery temperatury, których nie należy ze sobą mylić

Temperatura obliczeniowa

To wartość przyjmowana do projektowania ogrzewania w danej lokalizacji. Pomaga określić maksymalne zapotrzebowanie budynku na moc cieplną.

Punkt biwalentny

Temperatura, poniżej której pompa nie pokrywa samodzielnie całego zapotrzebowania domu i potrzebuje źródła wspomagającego.

Minimalna temperatura pracy

Temperatura, do której producent dopuszcza działanie urządzenia. Nie mówi ona, jaką moc i COP pompa osiągnie w tych warunkach.

Ekonomiczna temperatura przełączenia

W instalacjach hybrydowych można ustalić temperaturę, przy której korzystniejsze kosztowo jest uruchomienie kotła zamiast pompy. Zależy ona od cen energii, efektywności urządzeń i konfiguracji systemu.

Od czego zależą koszty ogrzewania podczas mrozów?

Jak przygotować pompę ciepła do zimy?

Przed sezonem grzewczym warto:

1. Sprawdzić i wyczyścić filtry.
2. Skontrolować przepływy w instalacji.
3. Zweryfikować krzywą grzewczą.
4. Sprawdzić ustawienia grzałki i punkt biwalentny.
5. Odczytać dotychczasowy czas pracy sprężarki oraz grzałki.
6. Zapewnić swobodny przepływ powietrza przez jednostkę zewnętrzną.
7. Sprawdzić odpływ skroplin powstających podczas odszraniania.
8. Nie zasłaniać ani szczelnie nie zabudowywać agregatu.
9. Usunąć nagromadzony śnieg zgodnie z instrukcją producenta.
10. Sprawdzić harmonogram przygotowania ciepłej wody.

Nie należy samodzielnie usuwać lodu ostrymi narzędziami ani polewać jednostki wrzątkiem. Może to uszkodzić wymiennik lub elementy obudowy.

Czy podczas mrozu warto obniżać temperaturę na noc?

Duże, krótkotrwałe obniżenie temperatury może przynieść efekt odwrotny do oczekiwanego. Gwałtowne podniesienie temperatury rano zwiększa zapotrzebowanie na moc i w niektórych instalacjach może uruchomić grzałkę.

ENERGY STAR zaleca unikanie częstych, dużych zmian nastawy i zwraca uwagę na prawidłowe zwymiarowanie systemu oraz dobranie pompy przeznaczonej do lokalnego klimatu. ENERGY STAR – powietrzne pompy ciepła.

Niewielkie obniżenie temperatury może być zasadne, ale jego skuteczność zależy od bezwładności budynku, rodzaju ogrzewania i ustawień automatyki.

Audyt energetyczny przed wyborem pompy ciepła

Najdokładniejszą odpowiedź na pytanie, jak pompa zachowa się przy dużym mrozie, daje połączenie audytu energetycznego z obliczeniem zapotrzebowania budynku na moc cieplną.

Analiza powinna określać:

• straty ciepła budynku,
• moc potrzebną przy temperaturze obliczeniowej,
• możliwy efekt termomodernizacji,
• wymaganą temperaturę zasilania,
• przewidywaną pracę grzałki,
• zapotrzebowanie na energię w całym sezonie.

Wykonujemy audyty energetyczne, które pomagają porównać różne warianty modernizacji i sprawdzić, czy wybrana pompa będzie miała odpowiednią moc również podczas najzimniejszych dni.

W aktualnej odsłonie programu Czyste Powietrze nadal obowiązują między innymi audyt energetyczny i dokumentacja potwierdzająca osiągnięty standard energetyczny. Przed rozpoczęciem inwestycji należy sprawdzić szczegółowe wymagania właściwe dla planowanego zakresu prac. Czyste Powietrze – pytania i odpowiedzi dotyczące programu od 20 lipca 2026 r..

Potrzebujesz przeprowadzić audyt energetyczny Twojej nieruchomości?

Zamów fachową pomoc specjalisty z Pewny Lokal!

• Nie da się sprawdzić mieszkania lub domu bez profesjonalnego, atestowanego (i drogiego!) sprzętu pomiarowego oraz znajomości norm.
• Audyt energetyczny pozwala uzyskać dofinansowanie na termomodernizację budynku.
• Specjaliści Pewnego Lokalu przeprowadzą rzetelny audyt energetyczny budynku. Gwarantujemy.

Gwarancja wyłapania niedociągnięć.
Doświadczeni inżynierowie.
Duża dyspozycyjność.

Zamów audyt

Potrzebujesz audytu energetycznego?

Zamów online

Karol, główny inżynier Pewny Lokal

Autor
Joanna Kaszewicz

Perfekcjonistka i miłośniczka skandynawskiego designu. Zna się na wykończeniu wnętrz, współpracowała z biurami architektonicznymi. Miała okazję być klientką nieuczciwego dewelopera, dlatego doskonale wie, na co trzeba zwracać uwagę, gdy podpisuje się umowę deweloperską. Standard deweloperski w inwestycjach oddanych do użytku to jej ulubione zagadnienie.