熱機関の COP (成績係数) は、熱機関の効率を測定する最も重要な方法です。それなしでは、ヒートポンプ、冷蔵庫、エアコンを比較することはできません。
効率評価が 3.5 の給湯器を使用している場合、効率評価が 2 の給湯器よりもはるかに優れています。最高のタンクレス給湯器は効率的であると言われています.
例:電気をあまり使わないほとんどの給湯器の電力は約 9,000W です。 GPM が 15+ のユーザーは、1 時間あたり最大 36 kWh を使用できます。電気代の削減には高COPヒートポンプが欠かせません。たとえば、エネルギーをあまり消費しないバッテリ駆動のポータブル エアコンを使用している場合、COP は低くなります。
COP の計算方法、最高 COP の可能性、および他の COP を持つ異なる HVAC ユニットがある場合の電気料金の変化を確認してください。
COP の計算方法は?
COPフォーミュラ
ヒート ポンプがどの程度うまく機能するかを知りたい場合は、次の COP 式を使用してください。
COP =Q/W
Q は、一定量の仕事 (W) を行った場合にヒーターが生成する熱量です。
私たちが冷蔵室から奪う熱は Q と呼ばれます。エアコンは、部屋から熱を取り出す (コールド プール) など、いくつかの機能を果たします。
暖房と冷房の COP が異なる場合があることに注意してください。たとえば、最高のミニスプリット ヒート ポンプは、空間を冷暖房することができます。
健全なミニスプリット システムは通常、冷房 COP 比 2 以上、暖房 COP 比 3 以上ですが、常にそうとは限りません。
熱力学の第 1 法則を使用して少し計算すると、仮想の 100% 理想的なヒート ポンプと 100% 完璧なエアコン (カルノー マシンとも呼ばれます) の COP 値を確認できます。ヒートポンプから始めましょう:
ヒートポンプの成績係数 (COP)
次の式を使用して、ヒート ポンプの最大 COP を計算できます:
COPheat pump =Thot/(Thot-Tcold)
これは、極寒の冬の間 (華氏 95 度、またはケルビン 308 度) に必要な、暖かく快適な温度です。
Tcold は、ヒート ポンプが作動し始めるときの凝固点を示します (57F または 287K)。
理論上の最大成績係数 (COP) は次のように決定されます:
COP ヒート ポンプ =308K / (287K-308K) =14.67
したがって、ヒート ポンプの成績係数 (COP) は 10 を超える場合があります。
にもかかわらず、ヒートポンプの実際の成績係数 (COP) ははるかに低くなります。
ヒート ポンプの性能係数を計算するためのゴールド スタンダードは、Thot =95F (308K) を使用することです。 Tcold =32F (273K)。これは、完全な世界では最大 COP が 8.8 であることを示唆しています。ただし、実際にはもっとマイナーです。
実際、ヒート ポンプの最大 COP は約 4.5 です。成績係数 (COP) が 3 を超えると、使用するエネルギーが少なくなるヒート ポンプがたくさんあります。
低温（摂氏度）
このグラフは、高成績ヒート ポンプの効率性を示しています。 COP 2 をゼロに設定し、COP が高いヒートポンプの効率の増加率を推定しました。
たとえば、3.2 COP ポンプは、2 COP ポンプよりも 60% 少ないエネルギーを消費します。
エアコンの効率係数
では、冷却装置の理論上の最大効率を決定しましょう。具体的には、冷蔵庫やエアコンです。熱力学の第一法則を使用して、冷却装置の「カルノー性能係数」を推測できます。
COPcooling=Tcold / (Thot-Tcold)
Tcold は、夏の間、部屋の望ましい冷却温度です。 「Thot」という用語は、長時間の猛暑を指します。
Thot =95F (308K) ～ Tcold =32F (273K)。上記の COP 冷却計算に温度を代入すると、7.8 になります。
思い出すと、ヒート ポンプの最大性能係数は 8.8 でした。新しいエアコンを購入する場合は、成績係数 (COP) が 2 を超えるものを探してください。これは、有用な HVAC 冷却装置としては非常に高い手数料です。
典型的な問題は、COP 値がどこにも見つからないことです。スペック シートにもありません。エネルギー効率は、多くの場合、HVAC システムの COP を使用して計算された EER および SEER 定格を使用して定量化されます。たとえば、最高級のポータブル エアコンの EER 評価を分析しました。
SCOP または COP 季節
SCOP (Seasonal Coefficient Of Performance) は 2013 年に開始されました。成績係数 (COP) は、暖房または冷房システムのエネルギー効率を測定します。 SCOP の計算は、冬季 (暖房) と夏季 (冷房) のエネルギー効率を客観的に判断することを目的としています。
SCOP と COP は、SEER と EER と同様の関係にあります。
SCOP を使用すると、実際の HVAC デバイスのエネルギー効率をかなり正確に示すことができます。つまり、これからの夏のシーズンです。
SCOP は、季節ごとの冷暖房効率を決定するためのまったく新しい手法を提案しました。その結果、SCOP 比率は古いデバイスでは一般的ではありません。実際、新しいデバイスでさえ、まだ測定されていないため、スペック シートに SCOP が含まれることはめったにありません。
結論
理想的な成績係数は、どのヒート ポンプ (COP) にもあります。ファンやコンプレッサーの機械的または電気的損失や、特に湿球温度を取得するときの測定デバイスの間違いなど、いくつかの要因により、バージョンの係数が本来あるべきよりも小さくなります。これが、成績係数が本来あるべきほど高くない理由です (WBT)。
