Histereza a pompa ciepła i pobór energii

Histereza a pompa ciepła i pobór energii

Histereza wpływa na efektywność pracy pompy ciepła oraz jej wpływ na koszty eksploatacyjne i komfort użytkowania. Dotyczy ona zarówno ogrzewania pomieszczeń, jak i przygotowania ciepłej wody użytkowej. Dzięki zrozumieniu tego zjawiska można znacznie lepiej zarządzać działaniem systemu grzewczego i uniknąć niepotrzebnego zużycia energii elektrycznej. Czym jest histereza pompy ciepła? Jak wpływa na pobór energii elektrycznej przez pompę ciepła?

Przeczytaj także:

• Wysoki rachunek za prąd przy fotowoltaice - jakie mogą być powody?
• Pompa ciepła jednofazowa a trójfazowa – jakie są różnice?
• Fotowoltaika na działkę, do ogrodu i na altanie. Warto?

Czym jest histereza w pompie ciepła?

Histereza w pompie ciepła odnosi się do maksymalnej różnicy temperatur pomiędzy wartością docelową w zasobniku ciepłej wody użytkowej a momentem, w którym urządzenie ponownie rozpocznie pracę. Oznacza to, że pompa ciepła nie uruchamia się natychmiast po niewielkim spadku temperatury, ale dopiero po osiągnięciu określonego progu. Dzięki temu system działa bardziej efektywnie, unikając zbyt częstego włączania i wyłączania sprężarki, co mogłoby prowadzić do większego zużycia energii i szybszego zużycia podzespołów. 

Odpowiednie ustawienie tego parametru pozwala na optymalizację pracy urządzenia i utrzymanie stabilnych warunków cieplnych w budynku. Zbyt mała wartość może skutkować częstszymi cyklami pracy, zwiększając zużycie komponentów. Natomiast zbyt duża wartość może powodować większe wahania temperatury wody użytkowej. Oznacza to więc, że odpowiednie dostosowanie zakresu histerezy do indywidualnych potrzeb pozwala na komfortowe i ekonomiczne użytkowanie pompy ciepła.

Histereza w pompie ciepła podczas ogrzewania pomieszczeń i podgrzewania CWU

W systemach ogrzewania opartych na pompie ciepła histereza określa zakres temperatury, w którym urządzenie przechodzi między stanem pracy a wyłączeniem. Odpowiednie ustawienie tego parametru pozwala uniknąć zbyt częstych cykli uruchamiania i wyłączania. Ogranicza to zużycie sprężarki i innych elementów instalacji.

Histereza odnosi się zarówno do ogrzewania pomieszczeń, jak i przygotowywania ciepłej wody użytkowej. W przypadku ogrzewania budynku oznacza to, że pompa ciepła uruchomi się dopiero po osiągnięciu dolnej granicy ustawionej temperatury i wyłączy po jej ponownym osiągnięciu. Na przykład, jeśli wartość histerezy wynosi 2 stopnie Celsjusza, a pożądana temperatura w pomieszczeniu to 22 stopnie Celsjusza, system rozpocznie pracę, gdy temperatura spadnie do 20 stopnie Celsjusza i zakończy po osiągnięciu 22 stopnie Celsjusza.

W odniesieniu do zasobnika ciepłej wody użytkowej, działanie wygląda podobnie. Jeśli ustawiona temperatura wody wynosi 50 stopni Celsjusza, pompa rozpocznie podgrzewanie po spadku temperatury do 48 stopni Celsjusza, a zakończy po osiągnięciu ponownie 50 stopni Celsjusza. Takie rozwiązanie zapobiega ciągłemu włączaniu się urządzenia przy niewielkich zmianach temperatury. Dzięki temu można zapewnić stabilniejszą i bardziej energooszczędną pracę systemu.

Jak histereza wpływa na pobór energii i rachunki za prąd?

Histereza wpływa na efektywność zużycia energii, ponieważ określa częstotliwość włączania i wyłączania pompy ciepła. Nadmierna liczba cykli, zwana „taktowaniem”, prowadzi do większego poboru energii, zwłaszcza podczas rozruchu urządzenia. Najwięcej energii zużywane jest właśnie w momencie uruchamiania sprężarki. Dlatego też odpowiednie ustawienie histerezy pozwala ograniczyć liczbę startów i zmniejszyć całkowite zapotrzebowanie na moc.

Podobne zależności można zaobserwować w innych systemach, jak np. klimatyzacja czy urządzenia grzewcze. Częste włączanie i wyłączanie klimatyzatora w krótkich odstępach czasu powoduje wyższe zużycie energii niż jego dłuższa, stabilna praca. Podobnie działa czajnik elektryczny – kilkukrotne zagotowanie niewielkiej ilości wody pochłonie więcej energii niż jednorazowe podgrzanie większej ilości.

W przypadku przygotowywania ciepłej wody użytkowej histereza decyduje o tym, jak często pompa ciepła będzie się uruchamiała, aby utrzymać temperaturę w zbiorniku. Zbyt niski zakres powoduje częste włączanie urządzenia, co prowadzi do wyższego zużycia energii, zwłaszcza w godzinach największego zapotrzebowania na ciepłą wodę. Z kolei odpowiednio dobrany parametr sprawia, że system pracuje bardziej stabilnie, a to ogranicza zużycie prądu i wydłuża żywotność sprężarki.

Przykładowo, jeśli pompa ciepła o mocy 5 kW zużywa 500 W na każdy rozruch i uruchamia się co 10 minut, roczny koszt energii wynikający tylko ze startów może wynosić nawet 240 kWh. Zwiększenie histerezy, np. z 1 stopnia Celsjusza do 2 stopni Celsjusza, zmniejsza liczbę cykli nawet o połowę. W konsekwencji przekłada się to na mniejsze zużycie energii i wydłużenie żywotności całego systemu.

Jak ustawić histerezę w pompie ciepła?

Odpowiednie ustawienie histerezy powinno uwzględniać specyfikę budynku, parametry techniczne pompy ciepła oraz indywidualne oczekiwania mieszkańców. Optymalna wartość tego parametru zależy od wielkości obiektu, jakości izolacji termicznej, rodzaju instalacji grzewczej (np. podłogowe czy tradycyjne grzejniki) oraz zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową. W większości domów jednorodzinnych oraz instalacji c.w.u. najczęściej stosuje się zakres od 1 do 2 stopni Celsjusza.

Jeśli na przykład pożądana temperatura w pomieszczeniu wynosi 22 stopnie Celsjusza, urządzenie zacznie pracę, gdy temperatura spadnie do 20–21 stopni Celsjusza, a wyłączy się po osiągnięciu wartości docelowej. Podobnie w przypadku zasobnika c.w.u. Przy zadanej temperaturze 50 stopni Celsjusza, pompa ponownie uruchomi się po obniżeniu wartości poniżej 48 stopni Celsjusza. Zwiększenie różnicy do 3 stopni Celsjusza zmniejsza częstotliwość pracy urządzenia, ale może prowadzić do większych wahań temperatury, co może wpłynąć na komfort użytkowników.

Co powinno obejmować optymalne ustawienie temperatury histerezy?

Rodzaj budynku ma istotny wpływ na dobór odpowiedniej wartości histerezy. W obiektach o dobrej izolacji termicznej można zastosować niższe wartości, np. 1 stopień Celsjusza, ponieważ utrzymują one ciepło przez dłuższy czas. W starszych budynkach o słabszej termoizolacji lepiej sprawdzi się histereza na poziomie 2 stopni Celsjusza, która pozwoli ograniczyć częstotliwość włączania i wyłączania pompy ciepła.

Charakterystyka systemu grzewczego również wpływa na wybór parametrów. Ogrzewanie podłogowe, działające z niższymi temperaturami i większą bezwładnością cieplną, może wymagać większej histerezy, np. 2 stopni Celsjusza, aby efektywnie zarządzać temperaturą. W przypadku instalacji z dużym zbiornikiem c.w.u. zastosowanie większej histerezy pozwoli ograniczyć liczbę cykli pracy urządzenia, a to przełoży się na mniejsze zużycie energii.

Ustawienie wartości histerezy powinno uwzględniać równowagę pomiędzy efektywnością a komfortem użytkowania. Zbyt niski zakres może prowadzić do częstego uruchamiania pompy, co zwiększa jej zużycie i koszty eksploatacji. Natomiast zbyt duży zakres może powodować zauważalne wahania temperatury, które mogą negatywnie wpłynąć na komfort cieplny w budynku. W przypadku wątpliwości warto skorzystać z porady naszego specjalisty, który dobierze odpowiednie ustawienia do konkretnej instalacji i warunków budynku.