Histereza – co to jest i jakie ma znaczenie w pompie ciepła?

Co to jest histereza?

W kontekście pomp ciepła oraz innych technologii grzewczych histereza odnosi się do różnicy pomiędzy temperaturą włączenia a temperaturą wyłączenia urządzenia, która decyduje o cyklach jego pracy, przekłada się na jej optymalizację oraz zużycie energii. Jest to technicznie określany parametr definiujący dopuszczalny zakres temperatur, w jakim urządzenie może działać bez ponownego uruchamiania. 

Histereza i jej znaczenie w pompie ciepła

Dla systemów ogrzewania z pompą ciepła histereza jest istotna z tego względu, że warunkuje moment włączenia się urządzenia natychmiast po niewielkim spadku temperatury. Odpowiednio ustawiony parametr sprawia, że pompa pracować będzie w określonym przedziale, co zredukuje potrzebę jej zbyt częstego włączania i wyłączania prowadzącego do nadmiernego eksploatowania sprężarki lub innych podzespołów.

Histereza w pompie ciepła odnosi się zarówno do procesu ogrzewania pomieszczeń, jak i przygotowywania ciepłej wody użytkowej. W obu przypadkach obejmuje zakres, w którym temperatura w budynku lub wody użytkowej może się zmieniać, zanim pompa ciepła znowu się uruchomi. 

Przykładowo, jeśli histereza wynosi 2°C, a ustawiona temperatura w pomieszczeniu to 22°C, pompa włączy się, gdy temperatura spadnie do 20°C i wyłączy, gdy osiągnie 22°C. W kontekście c.w.u., jeśli ustawiona temperatura wody w zbiorniku wynosi 50°C, pompa ciepła uruchomi się, gdy temperatura spadnie np. do 48°C i wyłączy, gdy woda osiągnie 50°C. Dzięki temu urządzenie nie musi pracować „na pełnych obrotach” przy każdym najmniejszym spadku temperatury, co zwiększa jego efektywność i żywotność.

W kontekście optymalizacji pracy pompy warto zapoznać się także z tym poradnikiem: Prawidłowe ustawienie krzywej grzewczej

Jak histereza wpływa na pobór energii?

Histereza ma bezpośredni wpływ na pobór energii, ponieważ decyduje o tym, jak często urządzenie będzie się włączało i wyłączało. Częste cykle pracy, nazywane „taktowaniem”, prowadzą do zwiększonego zużycia energii, zwłaszcza podczas rozruchu pompy. W momencie uruchamiania pompy ciepła (szczególnie sprężarki) zużycie energii jest największe, dlatego ograniczenie liczby cykli za pomocą dobrze ustawionej histerezy zmniejsza łączne zapotrzebowanie na moc.

Podobnie działa to w przypadku innych systemów czy urządzeń, np. klimatyzacji czy czajnika elektrycznego. Jeśli włączasz i wyłączasz klimatyzator co kilkanaście minut przez kilka godzin, to zużyje on prawdopodobnie więcej energii, niż pracując przez dłuższy czas bez przerwy, ponieważ duża część energii elektrycznej pobierana jest na rozruch urządzenia. Podobnie np., chcąc zagotować wodę w czajniku elektrycznym poprzez jego kilkurazowe jego uruchamianie i wyłączanie, zużyjesz więcej energii, niż przy jednorazowym, długotrwałym włączeniu sprzętu.

Jeśli wykorzystujesz pompę ciepła do przygotowania c.w.u., to histereza wpływa na liczbę cykli pracy pompy. Zbyt mała sprawi, że pompa ciepła będzie się często włączała, aby utrzymać wodę w zbiorniku na stabilnym poziomie temperatury. To może prowadzić do większego zużycia energii, zwłaszcza w okresach intensywnego użytkowania wody (np. rano lub wieczorem). Natomiast optymalnie ustawiona histereza pozwala na rzadsze uruchamianie systemu, co ogranicza zużycie energii.

Przykład: Pompa ciepła o mocy 5 kW zużywa 500 W na każde uruchomienie i pracuje w trybie taktowania z krótkimi cyklami, co oznacza, że uruchamia się co 10 minut. W takim przypadku energia zużywana na same starty pompy może wynosić nawet 240 kWh rocznie. Zwiększenie histerezy, np. z 1°C do 2°C, może zmniejszyć liczbę cykli o połowę, co znacznie ograniczy zużycie energii na starty i wydłuży żywotność sprężarki.

Jak prawidłowo ustawić histerezę, by zapewnić optymalną pracę pompy ciepła?

Ustawienie histerezy powinno być dostosowane do specyfiki budynku, typu i specyfiki pompy ciepła, a także preferencji użytkowników. Optymalna wartość histerezy zależy m.in. od wielkości budynku, jego izolacji termicznej, rodzaju systemu grzewczego (np. ogrzewanie podłogowe, grzejniki) oraz zapotrzebowania na c.w.u. Dla większości budynków jednorodzinnych oraz zbiorników c.w.u. optymalna wartość histerezy wynosi 1-2°C. 

Co to oznacza? Przykładowo, jeśli docelowa temperatura wynosi 22°C, pompa włączy się, gdy temperatura spadnie poniżej 20-21°C, włączy się natomiast, gdy parametr osiągnie 22°C. W przypadku c.w.u., jeśli ustawiona temperatura wynosi 50°C, pompa uruchomi się, gdy temperatura spadnie poniżej 48°C. Zwiększenie histerezy do np. 3°C może zmniejszyć częstotliwość włączania pompy, ale może powodować zauważalne wahania temperatury, co może wpłynąć na komfort użytkowników.

Prawidłowe ustawienie optymalnej histerezy powinno obejmować kilka kroków.

• Uwzględnienie typu budynku: budynki dobrze izolowane termicznie mogą mieć niższą histerezę (np. 1°C). W przypadku budynków starszych i słabiej zaizolowanych warto rozważyć histerezę rzędu 2°C, aby ograniczyć liczbę cykli pracy pompy.
• Określenie specyfiki systemu grzewczego i przygotowującego c.w.u.: Jeśli korzystasz z niskotemperaturowego ogrzewania podłogowego, to pamiętaj, że działa ono wolniej, niż tradycyjne grzejniki. Ustawienie większej histerezy (np. 2°C) może być w tym przypadku bardziej efektywne. Podobnie liczbę cykli pracy w systemie c.w.u. z dużym zbiornikiem może zredukować większa histereza.
• Wyznaczenie balansu pomiędzy efektywnością a komfortem: Pamiętaj, że wszystkimi parametrami warto operować z umiarem. Zbyt mała histereza prowadzi do zbyt częstego uruchamiania pompy (taktowania), co zwiększa zużycie energii. Jednak za duża może powodować zbyt duże wahania temperatury, co obniża komfort termiczny. Jeśli nie masz pewności w kontekście kwestii technicznych, warto skonsultować się z ekspertem. 

Podsumowanie

Histereza to różnica temperatur między włączeniem a wyłączeniem pompy ciepła, która wpływa na częstotliwość jej pracy. Optymalne ustawienie tego parametru pozwala zredukować liczbę cykli pracy urządzenia, oszczędzać energię i wydłużyć żywotność pompy ciepła, co przekłada się na mniejsze rachunki i mniejsze ryzyko napraw lub wymiany. Częstotliwość uruchamiania pompy ma duży wpływ na pobór mocy, zwłaszcza w momentach startowych, gdzie zużycie energii jest większe. Ustawienie histerezy powinno być dostosowane do specyfiki budynku, izolacji termicznej oraz systemu grzewczego i c.w.u., z wartościami od 1°C do 2°C, aby zapewnić optymalną pracę urządzenia.

Jeśli masz pytania związane z zakupem, montażem czy optymalizacją pracy pompy ciepła, umów się na bezpłatną i niezobowiązującą rozmowę z ekspertem Viessmann - kliknij i wypełnij prosty formularz.