Varmepumpens COP: hvad det er, hvordan det måles, og hvorfor det ikke er det samme i tågen
Den, der sammenligner to varmepumper, kigger først på ét tal: COP. Det er det rigtige tal at kigge på, og det er også det, der lettest kan få til at se bedre ud, end det er. I dette tip forklarer vi, hvad COP er, og hvordan det fremkommer, hvorfor katalogværdien fødes i et laboratorium og ikke i januartågen, hvad der ændrer sig med udetemperaturen og med vandtemperaturen, hvad SCOP, EER og SEER er, og hvilke dele af maskinen der afgør, om tallet også holder om vinteren.
01
Hvad COP er, og hvordan det fremkommer
COP står for coefficient of performance, på dansk effektfaktor. Det er den varmeenergi, varmepumpen sender til anlægget, divideret med den elektriske energi, den bruger på det. Bringer maskinen 4 kW varme ind i huset, og viser måleren 1, er COP 4: for hver betalt kWh når fire frem til radiatorerne eller gulvet. De tre andre henter den gratis i udeluften.
Beregningen starter med tre målinger. På vandkredsen aflæser man flowet, fremløbstemperaturen og returtemperaturen. Den afgivne varme er flow gange temperaturforskel gange vandets specifikke varme: 1,72 m³/h med 5 °C forskel giver 10 kW. På elsiden måler et wattmeter, hvad kompressor, ventilator, elektronik og interne pumper optager. Divideres det første tal med det andet, får man COP.
Det er tallet, der siger, hvor god en maskine er, og det er da også det første, man sammenligner. Problemet er, hvor det måles.
02
I laboratoriet, ikke i tågen
Katalog-COP fødes i et klimakammer under betingelser, som standarden EN 14511 fastsætter. Den mest citerede, A7/W35, betyder luft på +7 °C og vand på 35 °C. Et andet prøvepunkt, A2/W35, har luft på +2 °C med en fugtighed omkring 84 %. Det er rene, konstante betingelser, ens for alle, og de tjener til at sammenligne maskiner. Men huset står ikke i et laboratorium.
Om vinteren på Posletten er virkeligheden en anden. Med 2 °C udenfor og tåge når fugtigheden 90 % og ofte 100 %. Luften, der passerer udedelens varmeveksler, afkøles nogle grader, dampen sætter sig på lamellerne og fryser. Rimen vokser hurtigt og lukker luftpassagerne. Ventilatoren kæmper, veksleren overfører mindre, og maskinen må, for at blive ved med at varme, stoppe og afrime.
Under afrimningen varmer varmepumpen ikke huset: i nogle minutter tager den varme fra anlægget og sender den udenfor for at smelte isen. Den energi betales og når ikke radiatorerne, så dagens reelle COP falder.
I laboratoriet ses den del ofte ikke. En prøve varer kort, ofte halvanden time i stabil drift. Danner rimen sig langsomt, slutter målingen før den første afrimning, og maskinen slipper uden om den. Resultatet er en tabel, der ikke tager højde for afrimning, og det er en måde at få tallene til at se pænere ud, end de er. Tallet er sandt, men det beskriver en maskine, der er sluppet uden om vinterens hårdeste del.
03
Hvad der gør forskellen: veksler, ventilator og kredsløb
Det, der gør forskellen, er kølekredsløbets kvalitet, del for del.
- Veksler og ventilator. Med lameller med 2,5 mm afstand og en stor vekslerflade tager det længere tid for rimen at lukke passagerne, og afrimningerne bliver sjældnere og kortere. Vi har forklaret det i tippet om lamelafstanden og i det om afrimning.
- Rørdiameter. Smalle rør koster mindre, men bremser kølemidlet: kompressoren skal presse hårdere for at flytte den samme mængde gas, og det ekstra arbejde betales på elregningen.
- 4-vejsventilen. Det er ventilen, der vender kredsløbet til afrimning og til køling. Er den lille i forhold til maskinen, kommer gassen kun med besvær igennem, og der tabes virkningsgrad i hver driftstime.
- Vandveksleren i luft-vand-anlæg. Flere plader betyder mere flade mellem kølemiddel og vand: kompressoren kan arbejde ved lavere tryk for at give anlægget samme temperatur, og COP stiger.
- Fordeleren inde i pladerne. Når den er der, deler den kølemidlet ligeligt mellem alle plader. Uden den arbejder nogle plader hårdt og andre næsten ikke, og veksleren yder, som var den mindre.
- Kompressor og inverter. Kompressoren skal vælges til at varme om vinteren, ikke tilpasses fra køling (tippet om kompressorer), og inverteren skal lade den arbejde på halv effekt det meste af sæsonen, hvor virkningsgraden er højest (tippet om dimensionering). Inverteren bruger også strøm: en del af den strøm, der går ind i den, bliver til varme i dens komponenter. På vores maskiner til boliger er inverteren af siliciumkarbid (SiC): den skifter med mindre tab end traditionelt silicium, bliver mindre varm og efterlader mere energi til kompressoren. Det er virkningsgrad vundet uden at røre kredsløbet: forskellen på SiC og IGBT forklarer vi i tippet om inverteren.
Det er komponenter, man ikke ser i et datablad. I laboratorie-COP vejer de lidt; i januartågen gør de hele forskellen.
04
COP ændrer sig med luften udenfor og vandet indenfor
Den samme kompressor med den samme veksler giver forskellige tal alt efter, hvor koldt det er udenfor, og hvor varmt vandet skal være. Jo tættere de to ligger på hinanden, jo højere COP. Det ses i databladene fra den europæiske HP Keymark-certificering, målt af et uafhængigt laboratorium ved dellast efter EN 14825. For en af vores luft-vand-maskiner på 8 kW med propan:
To ting at læse i denne tabel. Den første: den “COP 10”, nogle søger efter, findes, men ved +12 °C med gulvvarme og maskinen på minimum, ikke i januar. Den anden: at gå fra 35 til 55 °C fremløb koster omkring en tredjedel af COP ved hver udetemperatur. Derfor betaler det sig at sende vandet ved den laveste temperatur, anlægget accepterer, og gemme de 70 °C til de dage, hvor de virkelig er nødvendige, som vi forklarer i tippet om radiatorer.
| Udeluft | Vand 35 °C (gulvvarme) | Vand 55 °C (radiatorer) |
|---|---|---|
| -7 °C | COP 3,59 | COP 2,56 |
| +2 °C | COP 5,84 | COP 4,19 |
| +7 °C | COP 7,64 | COP 5,77 |
| +12 °C | COP 10,37 | COP 8,16 |
05
SCOP: tallet, der ender på regningen
COP er et øjebliksbillede ved én temperatur. SCOP, den sæsonmæssige effektfaktor, er filmen om hele vinteren: standarden EN 14825 tager timerne i en typisk vinter, fordeler dem efter udetemperatur, måler COP ved -7, +2, +7 og +12 °C og tager det timevægtede gennemsnit. Resultatet siger, hvor meget varme man får per elektrisk kWh over hele sæsonen, og derfra kommer energiklassen på mærket.
For den samme maskine som i tabellen er den certificerede SCOP 5,75 med vand på 35 °C og SCOP 4,20 ved 55 °C. Det er tallet, man sammenligner mellem to varmepumper, ved samme vandtemperatur og klima: Keymark-databladet giver det for middelklima og, når det findes, for koldt klima. Men også SCOP fødes i laboratoriet af de samme prøver, vi talte om ovenfor: det siger, hvem der er mest effektiv, ikke hvor meget du vil bruge i dit hus.
06
EER og SEER: det samme om sommeren
Når varmepumpen køler, kaldes forholdet mellem afgivet kulde og forbrugt strøm EER, energy efficiency ratio. SEER er dens sæsonversion, ligesom SCOP for opvarmning. Mekanismen er identisk med byttede roller: jo varmere udeluften er, og jo koldere vandet skal være, jo lavere EER. En maskine med en stor veksler og en ventilator, der blæser godt igennem den, har en god EER af samme grund, som den har en god COP: den udveksler meget varme med lille temperaturforskel.
07
Energimærket: hvad A+++ betyder
I Tyskland søges „Energieeffizienz Wärmepumpe“, varmepumpens energieffektivitet, 260 gange om måneden. Mærket viser ikke SCOP, men årsvirkningsgraden ηs: SCOP divideret med 2,5, den faktor Europa omregner strøm til primærenergi med, minus 3 point for styringen.
Klassen afhænger af det tal og af vandtemperaturen. Med vand på 35 °C, som ved gulvvarme, betyder A+++ mindst 175 %; med vand på 55 °C, som ved radiatorer, mindst 150 % (forordning (EU) 811/2013; det nuværende mærke har været i brug siden 26. september 2019). Vores Kita X har 221,5 % ved 35 °C og 172,7 % ved 55 °C: A+++ begge gange.
To anlæg i A+++ kan alligevel være meget forskellige: klassen er et trin og siger ikke, hvor langt over grænsen et anlæg ligger. For at sammenligne ser man på SCOP eller ηs ved samme vandtemperatur og i samme klima.
08
Hvad det betyder for regningen
Et hus, der kræver 15.000 kWh varme om året, køber med en reel SCOP på 4 3.750 kWh strøm. Med en reel SCOP på 3 køber det 5.000: 1.250 kWh mere, hvert år, for det samme hus ved den samme temperatur. Forskellen mellem 4 og 3 er forskellen mellem en maskine, der holder sig tæt på sine katalogtal selv i tågen, og en, der taber dem undervejs. I tippet om forbrug har vi regnet efter størrelse; i det om nytteeffekt forklarer vi, hvorfor effekten ved -7 °C tæller lige så meget som COP.
09
Sådan læser du et datablad uden at blive narret
- Ved hvilke betingelser COP er angivet: luft, vand, fuld- eller dellast. En COP uden betingelserne ved siden af siger ingenting.
- Hvem der har målt det: en HP Keymark-certificering eller et uafhængigt laboratorium er mere værd end et katalogtal.
- SCOP ved 35 og ved 55 °C, ikke kun ved 35.
- Den afgivne effekt ved -7 °C: en maskine kan have en god COP og alligevel for lidt effekt, når der er brug for den.
- Vægten, der fortæller, hvor meget veksler der er indeni (tippet om aircondition og varmepumpe).
- Lamelafstanden, og hvordan den styrer afrimningen.
- Hvilken vandtemperatur den når uden elpatroner.
10
Den COP, der tæller, er den på displayet
Laboratoriet er til at sammenligne, huset er til at betale. Derfor er vores maskiner bygget til det sidste: veksler med 2,5 mm lameller, pladeveksler dimensioneret med margin, kompressor valgt til kulden, siliciumkarbid-inverter på boligmodellerne, vand på 70 °C, når der er brug for det. Og effektiviteten lover vi ikke: du aflæser den på displayet.
11
Ofte stillede spørgsmål
Hvad er en varmepumpes COP?
Forholdet mellem den varme, maskinen sender til anlægget, og den strøm, den bruger. COP 4 betyder fire kWh varme for hver betalt kWh.
Hvad er en god COP?
Det afhænger af måleforholdene. Ved +7 °C med vand på 35 kommer de certificerede værdier over COP 7; ved -7 °C med radiatorer på 55 ligger selv en fremragende maskine mellem COP 2,5 og 3. At sammenligne to COP giver kun mening under samme forhold.
Hvad betyder varmepumpe med COP 5, 7 eller 10?
Det er reelle værdier ved milde udetemperaturer og lav vandtemperatur, typisk mellem +7 og +12 °C med gulvvarme. Det er ikke januars COP.
Hvad er forskellen på COP og SCOP?
COP måles ved én temperatur. SCOP er det timevægtede gennemsnit over en typisk vinter efter EN 14825 og tallet bag energiklassen.
Hvad er EER?
Kølingens COP: afgivet kulde divideret med forbrugt strøm. SEER er dens sæsonversion.
Hvorfor falder COP i kulde og tåge?
Fordi veksleren finder mindre varme i luften og i fugtig luft dækkes af rim. Maskinen skal afrime, og i de minutter bruger den strøm uden at varme huset.
Se også: Varmekurve for varmepumpen: hvad den er, hvorfor den sættes 5 grader for højt, og hvordan man undgår den · Varmepumpe i frostvejr: til hvilken temperatur virker den, ved -20 og -25 °C?
Alle tekniske tips findes på seriens side. Det næste om to uger.
