Dlaczego klimatyzacja to w rzeczywistości pompa ciepła?

Coraz więcej osób zastanawia się, czy klimatyzacja może skutecznie ogrzewać dom zimą. W praktyce klimatyzator z funkcją grzania działa jak pełnoprawna pompa ciepła, a jego efektywność często przewyższa tradycyjne grzejniki elektryczne. W tym artykule wyjaśniamy, na jakiej zasadzie pracuje klima w trybie grzania, czym są COP i SCOP oraz kiedy takie rozwiązanie naprawdę się opłaca.

Klimatyzacja, która grzeje: to wciąż ta sama pompa ciepła

Większość osób myśli o klimatyzacji wyłącznie w kontekście chłodzenia latem. Technicznie jednak typowy split na ścianie to po prostu pompa ciepła powietrze-powietrze. Działa na tej samej zasadzie, co „prawdziwe” pompy ciepła, które ogrzewają wodę do grzejników czy podłogówki.

W środku klimatyzatora pracuje ten sam zestaw: sprężarka, parownik, skraplacz, zawór rozprężny. Urządzenie nie produkuje ciepła z prądu jak zwykły grzejnik, tylko przenosi istniejące ciepło z jednego miejsca do drugiego - w trybie chłodzenia zabiera je z wnętrza i wyrzuca na zewnątrz, a w trybie grzania odwraca ten obieg i pompuje ciepło z powietrza na zewnątrz do środka.

Z punktu widzenia fizyki klimatyzator z funkcją grzania i powietrzna pompa ciepła to ta sama rodzina urządzeń. Różni się głównie to, co ogrzewamy: w klimie - powietrze w pokoju, w pompie ciepła powietrze-woda - wodę w instalacji.

COP: ile ciepła z jednej kilowatogodziny prądu

Żeby zrozumieć, dlaczego klimatyzacja może grzać taniej niż farelka, trzeba poznać jedno pojęcie: COP (Coefficient of Performance). To jest stosunek „użytecznego ciepła” do włożonej energii elektrycznej. Jeśli urządzenie ma COP = 3, oznacza to, że z 1 kWh prądu dostarcza 3 kWh ciepła.

To możliwe, bo klimatyzator nie zamienia prądu na ciepło jak grzałka (gdzie maksymalna sprawność to 1:1), tylko zużywa prąd na napędzanie sprężarki, która pompuje ciepło z otoczenia. Energia elektryczna jest tylko „paliwem” do przenoszenia ciepła, a nie jego jedynym źródłem.

W praktyce dla nowoczesnych klimatyzatorów i pomp ciepła producenci podają COP w okolicach 3-5 przy dodatnich temperaturach na zewnątrz. To oznacza, że przy sprzyjających warunkach takie urządzenie jest kilka razy bardziej efektywne niż zwykły grzejnik elektryczny, który ma „COP” równy 1.

SCOP: jak klima zachowuje się przez całą zimę

COP mówi o efektywności w konkretnych warunkach (np. na zewnątrz +7°C, wewnątrz +20°C). Zima jednak nie trzyma jednej temperatury, dlatego wprowadzono pojęcie SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) - sezonowy współczynnik efektywności.

SCOP opisuje, jak urządzenie zachowuje się w trakcie całego sezonu grzewczego: przy temperaturach dodatnich, lekkich mrozach, uwzględniając cykle odmrażania jednostki zewnętrznej. To bardziej „życiowy” wskaźnik niż COP z jednego punktu pomiarowego.

W europejskich i polskich analizach sezonowe współczynniki dla powietrznych pomp ciepła mieszczą się zwykle w zakresie około 2-4 - w zależności od modelu, klimatu, jakości montażu i budynku. Oznacza to, że nawet biorąc pod uwagę całe wahania pogody, średnio przez sezon nadal uzyskujemy więcej ciepła, niż „normalnie” wynikałoby z samego zużycia prądu.

Czy klimatyzacja naprawdę grzeje taniej niż grzejnik elektryczny?

Łatwo to zobrazować na prostym porównaniu.

Grzejnik elektryczny pobiera 1 kWh energii i oddaje 1 kWh ciepła. Jego „COP” to 1. Jeśli klimatyzacja w tych samych warunkach ma COP = 3, to z 1 kWh prądu dostarcza 3 kWh ciepła. Przy tej samej cenie energii elektrycznej koszt ogrzania pomieszczenia jest nawet kilka razy niższy, bo potrzebujesz mniej kWh z licznika, żeby osiągnąć ten sam efekt cieplny.

To nie jest tylko teoria producentów. Europejskie i międzynarodowe instytucje energetyczne podkreślają, że pompy ciepła - w tym powietrzne, czyli także klimatyzatory pracujące w trybie grzania - są około 3–5 razy bardziej efektywne energetycznie niż tradycyjne źródła ciepła oparte na spalaniu paliw lub zwykłych grzałkach.

Podsumowując: jeśli dziś dogrzewasz się konwektorem, farelką albo olejkiem, a w mieszkaniu masz już klimatyzację z funkcją grzania, to istnieje duża szansa, że przerzucenie się na klimę obniży rachunki - szczególnie w okresach przejściowych, gdy na dworze jest od kilku stopni poniżej zera w górę.

Jak klimatyzacja grzeje, gdy za oknem zimno?

W trybie grzania jednostka zewnętrzna klimatyzatora pracuje jak „odwrotna lodówka”. Nawet gdy na dworze jest chłodno, w powietrzu wciąż jest energia cieplna - cząsteczki się ruszają, więc jest co „zebrać”. Czynnik chłodniczy w jednostce zewnętrznej odparowuje, pochłaniając ciepło z otoczenia, sprężarka podnosi jego temperaturę i ciśnienie, a w jednostce wewnętrznej oddaje on ciepło do powietrza w Twoim pokoju.

Im temperatura na zewnątrz jest niższa, tym trudniej o wysoką efektywność - COP wtedy naturalnie spada. Dodatkowo przy mrozach na jednostce zewnętrznej osadza się szron, który trzeba co jakiś czas usunąć. Służy do tego tryb defrost - urządzenie na moment odwraca obieg, żeby ogrzać wymiennik na zewnątrz i stopić lód. Przez krótką chwilę w środku możesz poczuć słabsze grzanie, ale to normalny etap pracy w niskich temperaturach.

Mimo spadku efektywności przy mrozach, nowoczesne klimatyzatory „do grzania” są projektowane tak, by utrzymać sensowny COP nawet przy kilku stopniach poniżej zera, a w dodatnich temperaturach zewnętrznych pracują bardzo efektywnie.

Kiedy klimatyzacja do grzania ma największy sens?

Najlepsze efekty widać w mieszkaniach i domach, gdzie główna jednostka wewnętrzna może obsłużyć dużą, możliwie otwartą przestrzeń - salon z aneksem, korytarz, część komunikacji. Ciepłe powietrze swobodnie krąży, a jedno urządzenie ogrzewa znaczną część metrażu.

Drugim sprzymierzeńcem są dobre parametry budynku: przyzwoita izolacja, wymieniona stolarka okienna, brak gigantycznych mostków termicznych. W takim miejscu klimatyzacja nie musi „walczyć z wiatrakami”, tylko utrzymuje temperaturę przy umiarkowanym zużyciu prądu.

Klimatyzacja świetnie sprawdza się też jako dogrzewanie przy istniejącym źródle ciepła: gazie, kotle, centralnym ogrzewaniu z bloku. Możesz ograniczyć ilość godzin pracy kotła czy grzejników i przejąć część ogrzewania na urządzenie, które ma COP > 1. W okresach przejściowych - jesienią i wiosną – często opłaca się w ogóle nie uruchamiać klasycznego systemu grzewczego, tylko korzystać z klimy.

Jak mądrze używać klimatyzacji zimą?

Żeby to miało sens ekonomiczny, trzeba zadbać o kilka rzeczy, ale bez przesady - to bardziej higiena użytkowania niż rocket science.

Najważniejsze jest stabilne ustawienie temperatury. Klimatyzacja nie lubi „pulsowania” w stylu: włączam na maks, jak jest mi zimno, i wyłączam, jak zrobi się ciepło. Sprężarka wtedy często startuje i zatrzymuje się, co obniża efektywność i komfort. Dużo lepiej ustawić na przykład 21-22°C i pozwolić urządzeniu spokojnie utrzymywać tę temperaturę.

Drugą kwestią jest swobodny przepływ powietrza. Jednostki nie warto zasłaniać meblami, firanami czy wieszać tuż nad wysoką zabudową, która blokuje nadmuch. Ciepłe powietrze musi mieć szansę dotrzeć do reszty pomieszczenia i, w miarę możliwości, do korytarza lub sąsiednich pokoi.

I wreszcie serwis. Brudne filtry, zaklejony wymiennik i słaby przepływ powietrza potrafią zauważalnie obniżyć COP - urządzenie wtedy zużywa więcej prądu, a w środku i tak jest chłodniej, niż by mogło. Regularne czyszczenie filtrów i przegląd przed sezonem grzewczym to tani sposób na lepszą efektywność.

Ograniczenia, o których warto pamiętać

Klimatyzacja nie jest magicznym lekarstwem na wszystko. W mieszkaniach z wieloma małymi, zamkniętymi pokojami jedna jednostka w salonie może nie dać komfortu wszędzie - tam często trzeba myśleć o kilku jednostkach albo traktować klimę jako dogrzewanie, a nie jedyne źródło.

Przy bardzo dużych mrozach spadek efektywności jest nieunikniony. W większości polskich lokalizacji tych dni w roku nie jest dramatycznie dużo, ale dobrze mieć świadomość, że przy silnym, długim mrozie klimatyzator może potrzebować wsparcia innym źródłem ciepła.

Warto też uwzględnić hałas jednostki zewnętrznej - szczególnie w blokach i gęstej zabudowie. Montaż musi być zgodny z przepisami i zdrowym rozsądkiem, żeby nie zamienić się w najgłośniejszego sąsiada na osiedlu.

Podsumowanie: klimatyzacja to pełnoprawna pompa ciepła

Z technicznego punktu widzenia klimatyzator z funkcją grzania to po prostu pompa ciepła powietrze-powietrze. Przenosi ciepło z zewnątrz do środka, a nie produkuje je wyłącznie z prądu, dlatego przy typowych warunkach zimowych potrafi osiągać COP wyraźnie wyższy niż 1.

Dane europejskich instytucji energetycznych pokazują, że współczesne pompy ciepła - w tym rozwiązania powietrzne - są około 3–5 razy bardziej efektywne energetycznie niż tradycyjne systemy oparte na spalaniu paliw albo na czystej grzałce elektrycznej.

Jeżeli masz w domu klimatyzację, to w praktyce masz już pompy ciepła na ścianie. Wykorzystanie jej do ogrzewania - szczególnie jako głównego źródła ciepła w okresach przejściowych lub jako mocnego wsparcia dla istniejącego systemu - może realnie obniżyć rachunki i poprawić komfort. A to wszystko bez wymiany całej instalacji, kucia podłóg i większej rewolucji w domu.

Chcesz sprawdzić, czy Twoja klimatyzacja może efektywnie ogrzać dom?
Skontaktuj się z nami: doradzimy najlepsze rozwiązanie.