SCOP объяснено: Как оценить эффективность тепловых насосов
SCOP на энергомаркировке ЕС
С 2019 года каждый тепловой насос, продаваемый в ЕС, имеет энергомаркировку с классом эффективности от A+++ до D. Основой этой классификации является SCOP – показатель, определяемый по стандарту DIN EN 14825, который отображает эффективность в течение всего отопительного сезона.
SCOP существенно отличается от более старого показателя COP: в то время как COP измеряется при одной единственной температуре окружающей среды (например, при A2/W35), SCOP учитывает несколько рабочих точек в зависимости от их частоты в типичном отопительном сезоне. Для Центральной Европы это температуры +12 °C, +7 °C, +2 °C и –7 °C.
Эта статья объясняет расчет SCOP, классифицирует типичные значения для различных типов тепловых насосов и показывает связь с показателем ETAs для получения субсидий.
Что такое SCOP?
SCOP означает Seasonal Coefficient of Performance – по-русски: сезонный коэффициент производительности или сезонный коэффициент эффективности. Этот показатель указывает, сколько тепловой энергии тепловой насос производит в среднем за отопительный сезон из одного киловатт-часа электроэнергии.
Расчет производится в соответствии с европейским стандартом DIN EN 14825. В отличие от COP, который измеряется при одной температуре, SCOP учитывает несколько рабочих точек.
Четыре точки измерения
Для средней климатической зоны (к которой относится Германия) COP-значения определяются при следующих температурах окружающей среды:
| Точка измерения | Температура окружающей среды | Доля в отопительном сезоне |
|---|---|---|
| Точка 1 | +12 °C | Переходный период (часто) |
| Точка 2 | +7 °C | Мягкая зима |
| Точка 3 | +2 °C | Нормальная зима |
| Точка 4 | –7 °C | Холодная зима (редко) |
Эти отдельные значения затем взвешиваются и суммируются. Поскольку мягкие температуры в Центральной Европе встречаются чаще, чем сильные морозы, точки измерения при +7 °C и +2 °C оказывают наибольшее влияние на SCOP.
Учитывайте температуру подачи
SCOP указывается для различных температур подачи. Обычно это:
- SCOP 35 (также LT для Low Temperature): Для низкотемпературных систем, таких как теплые полы
- SCOP 55 (также MT для Medium Temperature): Для обычных радиаторов
SCOP 35 всегда выше, чем SCOP 55, потому что тепловой насос работает более эффективно при более низких температурах подачи. На энергомаркировке ЕС стандартно указывается SCOP для 55 °C – это более актуально для потребителей, поскольку многие существующие здания требуют более высоких температур подачи.
Три климатические зоны Европы
ЕС делит Европу для расчета SCOP на три климатические зоны с различными температурными профилями:
| Климатическая зона | Референсный город | Типичные страны | Дополнительная точка измерения |
|---|---|---|---|
| Северная Европа | Хельсинки | Финляндия, Швеция, Норвегия | –15 °C |
| Центральная Европа | Страсбург | Германия, Австрия, Швейцария, Франция | – |
| Южная Европа | Афины | Греция, Испания, Италия | +2 °C отсутствует |
На энергомаркировке ЕС всегда указывается SCOP для средней климатической зоны (профиль Страсбурга). Производители могут дополнительно указывать значения для других зон.
Для покупателей в Германии профиль Страсбурга подходит. Тем, кто живет в Альпах или на севере Германии, следует учитывать, что реальная эффективность может быть немного ниже, чем указанный SCOP.
SCOP vs. COP vs. JAZ – Различия
Эти три показателя часто путают, хотя они означают разные вещи:
COP (Коэффициент производительности)
COP – это моментальное значение в стандартных лабораторных условиях. Он измеряется по стандарту DIN EN 14511 при заданных температурах, например:
- A2/W35: Температура воздуха 2 °C, температура подачи 35 °C
- B0/W35: Температура грунта 0 °C, температура подачи 35 °C
COP подходит для прямого технического сравнения устройств в идентичных условиях. Однако он мало говорит об эффективности в реальной эксплуатации.
SCOP (Сезонный COP)
SCOP – это взвешенное среднее нескольких значений COP за типичный отопительный сезон. Он более реалистичен, чем COP, поскольку учитывает различные температуры окружающей среды. SCOP является основой для энергомаркировки ЕС и условий для получения субсидий.
JAZ (Годовой коэффициент производительности)
JAZ – это фактическое значение эффективности установленного теплового насоса за весь год эксплуатации. Его можно измерить только после установки и он учитывает все индивидуальные факторы: изоляцию здания, поведение пользователей, региональный климат, настройки системы.
Когда какой показатель актуален
| Ситуация | Актуальный показатель |
|---|---|
| Сравнение устройств перед покупкой | SCOP (и COP для технического сравнения) |
| Подача заявки на субсидию | ETAs (основан на SCOP) |
| Проверка эффективности собственной установки | JAZ |
| Создание энергетического паспорта | JAZ по VDI 4650 |
Что такое хороший SCOP?
Достижимые значения SCOP сильно зависят от типа теплового насоса и температуры подачи. В общем, чем более постоянный источник тепла, тем выше SCOP.
Ориентировочные значения по типу теплового насоса
При температуре подачи 35 °C (теплый пол):
| Тип теплового насоса | Средний | Хороший | Очень хороший |
|---|---|---|---|
| Воздух-Вода | 3,5–4,0 | 4,0–4,5 | > 4,5 |
| Грунт-Вода | 4,2–4,7 | 4,7–5,2 | > 5,2 |
| Вода-Вода | 5,0–5,5 | 5,5–6,5 | > 6,5 |
При температуре подачи 55 °C (радиаторы):
| Тип теплового насоса | Средний | Хороший | Очень хороший |
|---|---|---|---|
| Воздух-Вода | 2,8–3,2 | 3,2–3,6 | > 3,6 |
| Грунт-Вода | 3,3–3,8 | 3,8–4,2 | > 4,2 |
| Вода-Вода | 4,0–4,5 | 4,5–5,0 | > 5,0 |
Почему геотермальные насосы показывают лучшие результаты
Воздух-Вода тепловые насосы имеют систематический недостаток: когда на улице холоднее всего и потребность в тепле максимальна, эффективность падает. При температуре окружающей среды –7 °C воздух-водяной тепловой насос работает значительно менее эффективно, чем при +7 °C.
Грунт-Вода и Вода-Вода тепловые насосы используют источники тепла с почти постоянной температурой: температура грунта на глубине 1,5 м составляет около 8–12 °C в течение всего года, температура грунтовых вод также постоянна на уровне 8–12 °C. Эти стабильные условия позволяют достигать более высоких значений SCOP.
Инверторная технология улучшает SCOP
Современные тепловые насосы с инверторной технологией могут плавно регулировать свою мощность в зависимости от потребности. В режиме частичной нагрузки – то есть при мягкой погоде, когда требуется меньше тепла – они работают особенно эффективно.
Благодаря модуляции инвертора можно достичь улучшения SCOP на 8–15 % по сравнению с тепловыми насосами с фиксированной скоростью. Лучшие устройства сегодня достигают значений SCOP более 5,0 при температуре подачи 35 °C.
ETAs: Сезонная энергоэффективность отопления
Для получения субсидий от государственных программ в России и странах СНГ важен не сам SCOP, а производный от него показатель ETAs (греческая буква ηs). ETAs обозначает сезонную энергоэффективность отопления и выражается в процентах.
Формула
ETAs (%) = (SCOP ÷ 2,5) × 100
Делитель 2,5 – это коэффициент первичной энергии для европейского энергомикса. Он учитывает, что для производства 1 кВт·ч электроэнергии на электростанции требуется около 2,5 кВт·ч первичной энергии.
Примеры расчетов
| SCOP | Расчет ETAs | ETAs |
|---|---|---|
| 3,0 | 3,0 ÷ 2,5 × 100 | 120 % |
| 3,5 | 3,5 ÷ 2,5 × 100 | 140 % |
| 4,0 | 4,0 ÷ 2,5 × 100 | 160 % |
| 4,5 | 4,5 ÷ 2,5 × 100 | 180 % |
| 5,0 | 5,0 ÷ 2,5 × 100 | 200 % |
ETAs более 100 % означает, что из затраченной первичной энергии производится больше тепла, чем это возможно при прямом сжигании.
Условия для субсидий
Для получения субсидий по программам повышения энергоэффективности в России и странах СНГ существуют минимальные требования к значению ETAs:
| Тип теплового насоса | ETAs 35 мин. | ETAs 55 мин. |
|---|---|---|
| Воздух-Вода (электрический) | 135 % | 120 % |
| Грунт-Вода (электрический) | 150 % | 135 % |
| Вода-Вода (электрический) | 150 % | 135 % |
ETAs 35 на уровне 135 % соответствует SCOP 3,375. Большинство современных воздух-водяных тепловых насосов легко соответствуют этому требованию.
SCOP на энергомаркировке ЕС
С 2019 года все тепловые насосы должны иметь энергомаркировку ЕС. Шкала эффективности варьируется от A+++ (лучший класс) до D (худший допустимый класс).
Что показывает маркировка
Энергомаркировка для тепловых насосов содержит:
- Класс энергоэффективности (A+++ до D)
- Тепловую мощность в кВт
- Уровень звуковой мощности в дБ(A)
- SCOP для средней климатической зоны при 55 °C подачи
Классы эффективности и SCOP
| Класс эффективности | SCOP (при 55 °C) | Типичные тепловые насосы |
|---|---|---|
| A+++ | ≥ 5,1 | Лучшие грунт- и водяные насосы |
| A++ | 4,6–5,1 | Хорошие геотермальные насосы, лучшие воздух-водяные |
| A+ | 4,0–4,6 | Стандартные воздух-водяные тепловые насосы |
| A | 3,4–4,0 | Простые модели |
Большинство воздух-водяных тепловых насосов достигают A++ при 35 °C подачи, но только A+ при 55 °C. Грунт- и водяные тепловые насосы могут достигать A++ или A+++ даже при более высоких температурах подачи.
Практический пример: Сравнение SCOP с расчетом затрат
Конкретный пример показывает, как различные значения SCOP влияют на эксплуатационные расходы.
Исходная ситуация
- Одноэтажный дом площадью 150 м²
- Потребность в тепле: 15 000 кВт·ч в год
- Цена на электроэнергию: 0,30 €/кВт·ч
Сравнение двух тепловых насосов
| Характеристика | Тепловой насос A | Тепловой насос B |
|---|---|---|
| Тип | Воздух-Вода | Воздух-Вода |
| SCOP (55 °C) | 3,2 | 3,8 |
| Цена покупки | 12 000 € | 15 000 € |
Потребление электроэнергии и затраты
Тепловой насос A (SCOP 3,2):
- Потребление электроэнергии: 15 000 кВт·ч ÷ 3,2 = 4 688 кВт·ч/год
- Затраты на электроэнергию: 4 688 × 0,30 € = 1 406 €/год
Тепловой насос B (SCOP 3,8):
- Потребление электроэнергии: 15 000 кВт·ч ÷ 3,8 = 3 947 кВт·ч/год
- Затраты на электроэнергию: 3 947 × 0,30 € = 1 184 €/год
Экономия и амортизация
Более эффективный тепловой насос B экономит 222 € в год на затратах на электроэнергию. Разница в цене в 3 000 € окупается примерно через 13,5 лет – при росте цен на электроэнергию быстрее.
Совет: С помощью нашего калькулятора тепловых насосов вы можете рассчитать годовой коэффициент производительности и эксплуатационные расходы для вашей индивидуальной ситуации по VDI 4650.
Заключение
Кратко: SCOP – это наиболее информативный показатель для сравнения эффективности тепловых насосов перед покупкой. Он учитывает сезонные температурные колебания в отопительный сезон и является основой для энергомаркировки ЕС и условий для получения субсидий. При оценке всегда обращайте внимание на указанную температуру подачи: SCOP 35 для низкотемпературных систем всегда выше, чем SCOP 55 для обычных радиаторов. Грунт- и водяные тепловые насосы достигают более высоких значений SCOP благодаря постоянному источнику тепла по сравнению с воздух-водяными тепловыми насосами.
В повседневной жизни фактическое значение эффективности – годовой коэффициент производительности (JAZ) – будет отличаться от SCOP, поскольку в расчет включаются индивидуальные факторы, такие как изоляция здания, поведение при отоплении и региональный климат. Тем не менее, SCOP остается лучшим доступным показателем для принятия решения о покупке.
К серии статей «Тепловые насосы»
| № | Статья | Тема |
|---|---|---|
| 0 | Тепловой насос: Полное руководство | Обзор и введение |
| 1 | Анти-холодильник: Как работает тепловой насос? | Физические основы |
| 2 | Компоненты: Теплообменник, компрессор и расширительный клапан | Детали в деталях |
| 3 | Ключевые показатели и размер тепловых насосов | COP, JAZ, размер |
| 4 | Режимы работы: Моновалентный, бивалентный и гибридный | Режимы работы объяснены |
| 5 | Типы тепловых насосов и идеальная пара с солнечными системами | Типы и сочетание с солнечными системами |
| 6 | SCOP объяснено: Оценка эффективности тепловых насосов | Вы здесь |
Читайте далее
Статья Ключевые показатели и размер объясняет другие важные показатели, такие как GWP (потенциал глобального потепления хладагента), и дает практические формулы для правильного размера. Тем, кто интересуется сочетанием теплового насоса и фотоэлектрической системы, статья Типы тепловых насосов и идеальная пара с солнечными системами предлагает практические рекомендации.
Источники
- DIN EN 14825: Условия испытаний и требования для оценки
- Федеральная ассоциация тепловых насосов: Информация об энергомаркировке
- BAFA: Список тепловых насосов, имеющих право на субсидии с доказательством эффективности
- SBZ-Online: Понимание COP, SCOP и ESCOP
- Энергетические эксперты: ETAs для тепловых насосов
- VDI 4650: Расчет годового коэффициента производительности тепловых насосов
Рассчитайте JAZ сейчас
С помощью нашего бесплатного калькулятора тепловых насосов вы можете рассчитать годовой коэффициент производительности вашего теплового насоса по VDI 4650 – включая эксплуатационные расходы и углеродный след.