Hur beräknas värmepumpens COP och vilka faktorer påverkar den?

För att mäta värmepumpens verkningsgrad används ofta COP-värdet (Coefficient of Performance), som anger hur mycket värmeenergi enheten producerar i förhållande till hur mycket elektrisk energi den förbrukar. I sin enklaste form är COP alltså förhållandet mellan producerad värme och förbrukad el:

COP = producerad värmeenergi (kW) / förbrukad elektrisk energi (kW)

Till exempel, om en värmepump producerar 4 kilowatt värme och förbrukar 1 kilowatt el, är COP-värdet 4. Det betyder att man får fyra kilowatt värme för varje kilowatt el som används.

COP-värdet och verkligheten

COP-värdet som anges i tekniska specifikationer mäts i testlaboratorier under standardiserade förhållanden. För att ange COP-värden används oftast standarden EN 14511. Standarden tillåter en mätosäkerhet på ±5 % för vätska-vätska-värmepumpar. Resultaten från laboratorietester ger tillförlitlig information om utrustningens prestanda. Det är dock viktigt att komma ihåg att det angivna värdet gäller för ett visst driftfall med specifika parametrar.

I verkliga förhållanden, på systemnivå, kan värmepumpens faktiska verkningsgrad skilja sig avsevärt från optimala värden på grund av flera faktorer. Systemets totala utformning påverkar verkningsgraden i hög grad. Till exempel påverkar längden och dimensioneringen på rörledningar tryckförlusterna, vilket i sin tur påverkar cirkulationspumparnas elförbrukning. Komponenter som ventiler medför också tryckförluster.

Det är också avgörande om värmepumpen laddar endast ackumulatortankar, vilket håller tryckförlusterna i nätet låga, eller om den cirkulerar vätska genom hela värmesystemet. Fastighetens totala elförbrukning förblir densamma – skillnaden ligger i om cirkulationspumpens elförbrukning räknas som en del av värmepumpens förbrukning eller av någon annan del av systemet.

Vi på Gebwell redovisar effekt- och verkningsgradsdata i våra kapacitetstabeller på ett sätt som är realistiskt uppnåeligt – och i många fall även överträffas – i ett välplanerat och välgenomfört projekt. Ofta anges värmepumpars verkningsgrad i produktdokumentationen enligt optimala förhållanden som sällan motsvarar verkliga driftmiljöer. Att alltid eftersträva maximal verkningsgrad är inte heller nödvändigtvis det mest ekonomiska alternativet, särskilt med tanke på investeringskostnaderna.

Vilka faktorer påverkar COP-värdet?

Värmepumpen är en central del av värmesystemet, och hela systemets funktion påverkar COP-värdet. Här är de viktigaste faktorerna:

1. Systemets utformning

Utformningen av värmepumpssystemet spelar en avgörande roll för COP-värdet. Ett välplanerat system tar hänsyn till flera faktorer, såsom egenskaperna hos värmekällan och uppvärmningsobjektet, dimensioneringen av systemet samt kompatibiliteten mellan nödvändiga komponenter. Till exempel minimerar rätt dimensionerade rör värmeförluster och rätt valda styrsystem säkerställer energieffektiv drift. Värmekällans inverkan på verkningsgraden beror på temperaturen på energin som leds till förångaren och elförbrukningen hos cirkulationspumpen.

2. Värmepumpsteknik och komponenter

Moderna värmepumpar med inverterteknik kan steglöst justera kompressorns hastighet. Verkningsgraden varierar beroende på kompressorns varvtal. Den bästa verkningsgraden uppnås vanligen i mellanfrekvensområdet.

Även köldmediets typ, dimensioneringen av värmeväxlare och reglerautomatik påverkar COP-värdet. Långa driftcykler är fördelaktiga för verkningsgraden, eftersom frekventa start- och stoppförlopp ökar energiförbrukningen och sänker verkningsgraden.

3. Värmekällans temperatur

Ju varmare värmekällan är, desto bättre blir värmepumpens verkningsgrad. Till exempel får en bergvärmepump sin energi från marken, där temperaturen är relativt stabil året om. En luft-vattenvärmepump utnyttjar däremot utomhusluft, vars temperatur kan sjunka kraftigt på vintern. Ju kallare luften är, desto mer måste kompressorn arbeta – vilket leder till lägre COP-värde.

4. Temperaturen i värmesystemet

Värmepumpens COP påverkas också av temperaturen på det vatten den producerar. Om systemet har höga framledningstemperaturer (som i äldre hus med radiatorer), måste värmepumpen producera varmare vatten, vilket ökar kompressorns arbetsbörda och sänker verkningsgraden. Golvvärmesystem klarar sig ofta med lägre framledningstemperatur, vilket ger högre COP.

5. Cirkulationspumparnas funktion

Cirkulationspumparnas funktion är en viktig faktor för värmepumpens verkningsgrad. En energieffektiv pump som automatiskt justerar flödet efter uppvärmningsbehovet kan förbättra systemets totala verkningsgrad avsevärt. Överdimensionerade pumpar eller för höga flöden kan leda till onödig energiförbrukning och sänka COP.

En optimalt fungerande cirkulationspump stöder värmepumpens drift genom att säkerställa jämn värmefördelning och minska systemets belastning – vilket hjälper till att bibehålla hög verkningsgrad under hela livslängden.

6. Installation och underhåll

Även om värmepumpens tekniska data är goda kan felaktig installation eller bristfälligt underhåll försämra prestandan avsevärt. För långa eller dåligt isolerade rörledningar, smutsiga filter eller felaktiga inställningar kan sänka COP-värdet.

Sammanfattning

COP är ett viktigt mått på värmepumpens effektivitet, men det ger inte hela bilden av anläggningens prestanda. Rätt dimensionering, korrekt installation och val av värmepump som passar användningsmiljön är avgörande för att uppnå god verkningsgrad under hela livscykeln. En VVS-experts kunskap är värdefull när målet är optimal energieffektivitet och hög användarkomfort.